Linux-libre 5.3.12-gnu
[librecmc/linux-libre.git] / fs / xfs / xfs_file.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
4  * All Rights Reserved.
5  */
6 #include "xfs.h"
7 #include "xfs_fs.h"
8 #include "xfs_shared.h"
9 #include "xfs_format.h"
10 #include "xfs_log_format.h"
11 #include "xfs_trans_resv.h"
12 #include "xfs_mount.h"
13 #include "xfs_inode.h"
14 #include "xfs_trans.h"
15 #include "xfs_inode_item.h"
16 #include "xfs_bmap.h"
17 #include "xfs_bmap_util.h"
18 #include "xfs_dir2.h"
19 #include "xfs_dir2_priv.h"
20 #include "xfs_ioctl.h"
21 #include "xfs_trace.h"
22 #include "xfs_log.h"
23 #include "xfs_icache.h"
24 #include "xfs_pnfs.h"
25 #include "xfs_iomap.h"
26 #include "xfs_reflink.h"
27
28 #include <linux/falloc.h>
29 #include <linux/backing-dev.h>
30 #include <linux/mman.h>
31 #include <linux/fadvise.h>
32
33 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
34
35 int
36 xfs_update_prealloc_flags(
37         struct xfs_inode        *ip,
38         enum xfs_prealloc_flags flags)
39 {
40         struct xfs_trans        *tp;
41         int                     error;
42
43         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
44                         0, 0, 0, &tp);
45         if (error)
46                 return error;
47
48         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
49         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
50
51         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
52                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
53                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
54                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
55                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
56         }
57
58         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
59                 ip->i_d.di_flags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
60         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
61                 ip->i_d.di_flags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
62
63         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
64         if (flags & XFS_PREALLOC_SYNC)
65                 xfs_trans_set_sync(tp);
66         return xfs_trans_commit(tp);
67 }
68
69 /*
70  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
71  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
72  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
73  * on directories either.
74  */
75 STATIC int
76 xfs_dir_fsync(
77         struct file             *file,
78         loff_t                  start,
79         loff_t                  end,
80         int                     datasync)
81 {
82         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
83         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
84         xfs_lsn_t               lsn = 0;
85
86         trace_xfs_dir_fsync(ip);
87
88         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
89         if (xfs_ipincount(ip))
90                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
91         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
92
93         if (!lsn)
94                 return 0;
95         return xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
96 }
97
98 STATIC int
99 xfs_file_fsync(
100         struct file             *file,
101         loff_t                  start,
102         loff_t                  end,
103         int                     datasync)
104 {
105         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
106         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
107         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
108         int                     error = 0;
109         int                     log_flushed = 0;
110         xfs_lsn_t               lsn = 0;
111
112         trace_xfs_file_fsync(ip);
113
114         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
115         if (error)
116                 return error;
117
118         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
119                 return -EIO;
120
121         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
122
123         /*
124          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
125          * the write cache the device used for file data first.  This is to
126          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
127          * inode size in case of an extending write.
128          */
129         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
130                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
131         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
132                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
133
134         /*
135          * All metadata updates are logged, which means that we just have to
136          * flush the log up to the latest LSN that touched the inode. If we have
137          * concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on the
138          * log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures
139          * that we don't get a racing sync operation that does not wait for the
140          * metadata to hit the journal before returning. If we race with
141          * clearing the ili_fsync_fields, then all that will happen is the log
142          * force will do nothing as the lsn will already be on disk. We can't
143          * race with setting ili_fsync_fields because that is done under
144          * XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock shared
145          * until after the ili_fsync_fields is cleared.
146          */
147         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
148         if (xfs_ipincount(ip)) {
149                 if (!datasync ||
150                     (ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
151                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
152         }
153
154         if (lsn) {
155                 error = xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
156                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
157         }
158         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
159
160         /*
161          * If we only have a single device, and the log force about was
162          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
163          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
164          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
165          * commit.
166          */
167         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
168             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp)
169                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
170
171         return error;
172 }
173
174 STATIC ssize_t
175 xfs_file_dio_aio_read(
176         struct kiocb            *iocb,
177         struct iov_iter         *to)
178 {
179         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
180         size_t                  count = iov_iter_count(to);
181         ssize_t                 ret;
182
183         trace_xfs_file_direct_read(ip, count, iocb->ki_pos);
184
185         if (!count)
186                 return 0; /* skip atime */
187
188         file_accessed(iocb->ki_filp);
189
190         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
191         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops, NULL);
192         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
193
194         return ret;
195 }
196
197 static noinline ssize_t
198 xfs_file_dax_read(
199         struct kiocb            *iocb,
200         struct iov_iter         *to)
201 {
202         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
203         size_t                  count = iov_iter_count(to);
204         ssize_t                 ret = 0;
205
206         trace_xfs_file_dax_read(ip, count, iocb->ki_pos);
207
208         if (!count)
209                 return 0; /* skip atime */
210
211         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
212                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED))
213                         return -EAGAIN;
214         } else {
215                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
216         }
217
218         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_iomap_ops);
219         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
220
221         file_accessed(iocb->ki_filp);
222         return ret;
223 }
224
225 STATIC ssize_t
226 xfs_file_buffered_aio_read(
227         struct kiocb            *iocb,
228         struct iov_iter         *to)
229 {
230         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
231         ssize_t                 ret;
232
233         trace_xfs_file_buffered_read(ip, iov_iter_count(to), iocb->ki_pos);
234
235         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
236                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_SHARED))
237                         return -EAGAIN;
238         } else {
239                 xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
240         }
241         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
242         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
243
244         return ret;
245 }
246
247 STATIC ssize_t
248 xfs_file_read_iter(
249         struct kiocb            *iocb,
250         struct iov_iter         *to)
251 {
252         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
253         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
254         ssize_t                 ret = 0;
255
256         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
257
258         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
259                 return -EIO;
260
261         if (IS_DAX(inode))
262                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
263         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
264                 ret = xfs_file_dio_aio_read(iocb, to);
265         else
266                 ret = xfs_file_buffered_aio_read(iocb, to);
267
268         if (ret > 0)
269                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
270         return ret;
271 }
272
273 /*
274  * Common pre-write limit and setup checks.
275  *
276  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
277  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
278  * if called for a direct write beyond i_size.
279  */
280 STATIC ssize_t
281 xfs_file_aio_write_checks(
282         struct kiocb            *iocb,
283         struct iov_iter         *from,
284         int                     *iolock)
285 {
286         struct file             *file = iocb->ki_filp;
287         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
288         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
289         ssize_t                 error = 0;
290         size_t                  count = iov_iter_count(from);
291         bool                    drained_dio = false;
292         loff_t                  isize;
293
294 restart:
295         error = generic_write_checks(iocb, from);
296         if (error <= 0)
297                 return error;
298
299         error = xfs_break_layouts(inode, iolock, BREAK_WRITE);
300         if (error)
301                 return error;
302
303         /*
304          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
305          * exclusively.
306          */
307         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
308                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
309                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
310                 xfs_ilock(ip, *iolock);
311                 goto restart;
312         }
313         /*
314          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
315          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
316          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
317          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
318          * having to redo all checks before.
319          *
320          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO
321          * completions here. We want to make sure that nobody is changing the
322          * size while we do this check until we have placed an IO barrier (i.e.
323          * hold the XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.
324          * The spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
325          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value
326          * and hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
327          */
328         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
329         isize = i_size_read(inode);
330         if (iocb->ki_pos > isize) {
331                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
332                 if (!drained_dio) {
333                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
334                                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
335                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
336                                 xfs_ilock(ip, *iolock);
337                                 iov_iter_reexpand(from, count);
338                         }
339                         /*
340                          * We now have an IO submission barrier in place, but
341                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
342                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
343                          * DIO will have drained before we are given the
344                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
345                          * no-op.
346                          */
347                         inode_dio_wait(inode);
348                         drained_dio = true;
349                         goto restart;
350                 }
351         
352                 trace_xfs_zero_eof(ip, isize, iocb->ki_pos - isize);
353                 error = iomap_zero_range(inode, isize, iocb->ki_pos - isize,
354                                 NULL, &xfs_iomap_ops);
355                 if (error)
356                         return error;
357         } else
358                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
359
360         /*
361          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
362          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
363          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
364          * the pointless lock roundtrip.
365          */
366         return file_modified(file);
367 }
368
369 static int
370 xfs_dio_write_end_io(
371         struct kiocb            *iocb,
372         ssize_t                 size,
373         unsigned                flags)
374 {
375         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
376         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
377         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
378         unsigned int            nofs_flag;
379         int                     error = 0;
380
381         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
382
383         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
384                 return -EIO;
385
386         if (size <= 0)
387                 return size;
388
389         /*
390          * Capture amount written on completion as we can't reliably account
391          * for it on submission.
392          */
393         XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, size);
394
395         /*
396          * We can allocate memory here while doing writeback on behalf of
397          * memory reclaim.  To avoid memory allocation deadlocks set the
398          * task-wide nofs context for the following operations.
399          */
400         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
401
402         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
403                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
404                 if (error)
405                         goto out;
406         }
407
408         /*
409          * Unwritten conversion updates the in-core isize after extent
410          * conversion but before updating the on-disk size. Updating isize any
411          * earlier allows a racing dio read to find unwritten extents before
412          * they are converted.
413          */
414         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN) {
415                 error = xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, true);
416                 goto out;
417         }
418
419         /*
420          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
421          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
422          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
423          * if necessary.
424          *
425          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
426          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
427          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
428          * that occurs.
429          */
430         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
431         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
432                 i_size_write(inode, offset + size);
433                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
434                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
435         } else {
436                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
437         }
438
439 out:
440         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
441         return error;
442 }
443
444 /*
445  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
446  *
447  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
448  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
449  * follow locking changes and looping.
450  *
451  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
452  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
453  * pages are flushed out.
454  *
455  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
456  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
457  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
458  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
459  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
460  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
461  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
462  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
463  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
464  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
465  *
466  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
467  * negative return values.
468  */
469 STATIC ssize_t
470 xfs_file_dio_aio_write(
471         struct kiocb            *iocb,
472         struct iov_iter         *from)
473 {
474         struct file             *file = iocb->ki_filp;
475         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
476         struct inode            *inode = mapping->host;
477         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
478         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
479         ssize_t                 ret = 0;
480         int                     unaligned_io = 0;
481         int                     iolock;
482         size_t                  count = iov_iter_count(from);
483         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
484                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
485
486         /* DIO must be aligned to device logical sector size */
487         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
488                 return -EINVAL;
489
490         /*
491          * Don't take the exclusive iolock here unless the I/O is unaligned to
492          * the file system block size.  We don't need to consider the EOF
493          * extension case here because xfs_file_aio_write_checks() will relock
494          * the inode as necessary for EOF zeroing cases and fill out the new
495          * inode size as appropriate.
496          */
497         if ((iocb->ki_pos & mp->m_blockmask) ||
498             ((iocb->ki_pos + count) & mp->m_blockmask)) {
499                 unaligned_io = 1;
500
501                 /*
502                  * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink
503                  * files yet, as we can't unshare a partial block.
504                  */
505                 if (xfs_is_cow_inode(ip)) {
506                         trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(ip, iocb->ki_pos, count);
507                         return -EREMCHG;
508                 }
509                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
510         } else {
511                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
512         }
513
514         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
515                 /* unaligned dio always waits, bail */
516                 if (unaligned_io)
517                         return -EAGAIN;
518                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock))
519                         return -EAGAIN;
520         } else {
521                 xfs_ilock(ip, iolock);
522         }
523
524         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
525         if (ret)
526                 goto out;
527         count = iov_iter_count(from);
528
529         /*
530          * If we are doing unaligned IO, we can't allow any other overlapping IO
531          * in-flight at the same time or we risk data corruption. Wait for all
532          * other IO to drain before we submit. If the IO is aligned, demote the
533          * iolock if we had to take the exclusive lock in
534          * xfs_file_aio_write_checks() for other reasons.
535          */
536         if (unaligned_io) {
537                 inode_dio_wait(inode);
538         } else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
539                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
540                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
541         }
542
543         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos);
544         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops, xfs_dio_write_end_io);
545
546         /*
547          * If unaligned, this is the only IO in-flight. If it has not yet
548          * completed, wait on it before we release the iolock to prevent
549          * subsequent overlapping IO.
550          */
551         if (ret == -EIOCBQUEUED && unaligned_io)
552                 inode_dio_wait(inode);
553 out:
554         xfs_iunlock(ip, iolock);
555
556         /*
557          * No fallback to buffered IO on errors for XFS, direct IO will either
558          * complete fully or fail.
559          */
560         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
561         return ret;
562 }
563
564 static noinline ssize_t
565 xfs_file_dax_write(
566         struct kiocb            *iocb,
567         struct iov_iter         *from)
568 {
569         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
570         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
571         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
572         ssize_t                 ret, error = 0;
573         size_t                  count;
574         loff_t                  pos;
575
576         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
577                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, iolock))
578                         return -EAGAIN;
579         } else {
580                 xfs_ilock(ip, iolock);
581         }
582
583         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
584         if (ret)
585                 goto out;
586
587         pos = iocb->ki_pos;
588         count = iov_iter_count(from);
589
590         trace_xfs_file_dax_write(ip, count, pos);
591         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
592         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
593                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
594                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
595         }
596 out:
597         xfs_iunlock(ip, iolock);
598         if (error)
599                 return error;
600
601         if (ret > 0) {
602                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
603
604                 /* Handle various SYNC-type writes */
605                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
606         }
607         return ret;
608 }
609
610 STATIC ssize_t
611 xfs_file_buffered_aio_write(
612         struct kiocb            *iocb,
613         struct iov_iter         *from)
614 {
615         struct file             *file = iocb->ki_filp;
616         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
617         struct inode            *inode = mapping->host;
618         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
619         ssize_t                 ret;
620         int                     enospc = 0;
621         int                     iolock;
622
623         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
624                 return -EOPNOTSUPP;
625
626 write_retry:
627         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
628         xfs_ilock(ip, iolock);
629
630         ret = xfs_file_aio_write_checks(iocb, from, &iolock);
631         if (ret)
632                 goto out;
633
634         /* We can write back this queue in page reclaim */
635         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
636
637         trace_xfs_file_buffered_write(ip, iov_iter_count(from), iocb->ki_pos);
638         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from, &xfs_iomap_ops);
639         if (likely(ret >= 0))
640                 iocb->ki_pos += ret;
641
642         /*
643          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
644          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
645          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
646          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
647          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
648          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
649          * running at the same time.
650          */
651         if (ret == -EDQUOT && !enospc) {
652                 xfs_iunlock(ip, iolock);
653                 enospc = xfs_inode_free_quota_eofblocks(ip);
654                 if (enospc)
655                         goto write_retry;
656                 enospc = xfs_inode_free_quota_cowblocks(ip);
657                 if (enospc)
658                         goto write_retry;
659                 iolock = 0;
660         } else if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
661                 struct xfs_eofblocks eofb = {0};
662
663                 enospc = 1;
664                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
665
666                 xfs_iunlock(ip, iolock);
667                 eofb.eof_flags = XFS_EOF_FLAGS_SYNC;
668                 xfs_icache_free_eofblocks(ip->i_mount, &eofb);
669                 xfs_icache_free_cowblocks(ip->i_mount, &eofb);
670                 goto write_retry;
671         }
672
673         current->backing_dev_info = NULL;
674 out:
675         if (iolock)
676                 xfs_iunlock(ip, iolock);
677
678         if (ret > 0) {
679                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
680                 /* Handle various SYNC-type writes */
681                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
682         }
683         return ret;
684 }
685
686 STATIC ssize_t
687 xfs_file_write_iter(
688         struct kiocb            *iocb,
689         struct iov_iter         *from)
690 {
691         struct file             *file = iocb->ki_filp;
692         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
693         struct inode            *inode = mapping->host;
694         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
695         ssize_t                 ret;
696         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
697
698         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
699
700         if (ocount == 0)
701                 return 0;
702
703         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
704                 return -EIO;
705
706         if (IS_DAX(inode))
707                 return xfs_file_dax_write(iocb, from);
708
709         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
710                 /*
711                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
712                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
713                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
714                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
715                  */
716                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, from);
717                 if (ret != -EREMCHG)
718                         return ret;
719         }
720
721         return xfs_file_buffered_aio_write(iocb, from);
722 }
723
724 static void
725 xfs_wait_dax_page(
726         struct inode            *inode)
727 {
728         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
729
730         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
731         schedule();
732         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
733 }
734
735 static int
736 xfs_break_dax_layouts(
737         struct inode            *inode,
738         bool                    *retry)
739 {
740         struct page             *page;
741
742         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_EXCL));
743
744         page = dax_layout_busy_page(inode->i_mapping);
745         if (!page)
746                 return 0;
747
748         *retry = true;
749         return ___wait_var_event(&page->_refcount,
750                         atomic_read(&page->_refcount) == 1, TASK_INTERRUPTIBLE,
751                         0, 0, xfs_wait_dax_page(inode));
752 }
753
754 int
755 xfs_break_layouts(
756         struct inode            *inode,
757         uint                    *iolock,
758         enum layout_break_reason reason)
759 {
760         bool                    retry;
761         int                     error;
762
763         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_IOLOCK_SHARED|XFS_IOLOCK_EXCL));
764
765         do {
766                 retry = false;
767                 switch (reason) {
768                 case BREAK_UNMAP:
769                         error = xfs_break_dax_layouts(inode, &retry);
770                         if (error || retry)
771                                 break;
772                         /* fall through */
773                 case BREAK_WRITE:
774                         error = xfs_break_leased_layouts(inode, iolock, &retry);
775                         break;
776                 default:
777                         WARN_ON_ONCE(1);
778                         error = -EINVAL;
779                 }
780         } while (error == 0 && retry);
781
782         return error;
783 }
784
785 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
786                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
787                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
788                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
789
790 STATIC long
791 xfs_file_fallocate(
792         struct file             *file,
793         int                     mode,
794         loff_t                  offset,
795         loff_t                  len)
796 {
797         struct inode            *inode = file_inode(file);
798         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
799         long                    error;
800         enum xfs_prealloc_flags flags = 0;
801         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_MMAPLOCK_EXCL;
802         loff_t                  new_size = 0;
803         bool                    do_file_insert = false;
804
805         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
806                 return -EINVAL;
807         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
808                 return -EOPNOTSUPP;
809
810         xfs_ilock(ip, iolock);
811         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, BREAK_UNMAP);
812         if (error)
813                 goto out_unlock;
814
815         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
816                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
817                 if (error)
818                         goto out_unlock;
819         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
820                 unsigned int blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
821
822                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
823                         error = -EINVAL;
824                         goto out_unlock;
825                 }
826
827                 /*
828                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
829                  * in which case it is effectively a truncate operation
830                  */
831                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
832                         error = -EINVAL;
833                         goto out_unlock;
834                 }
835
836                 new_size = i_size_read(inode) - len;
837
838                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
839                 if (error)
840                         goto out_unlock;
841         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
842                 unsigned int    blksize_mask = i_blocksize(inode) - 1;
843                 loff_t          isize = i_size_read(inode);
844
845                 if (offset & blksize_mask || len & blksize_mask) {
846                         error = -EINVAL;
847                         goto out_unlock;
848                 }
849
850                 /*
851                  * New inode size must not exceed ->s_maxbytes, accounting for
852                  * possible signed overflow.
853                  */
854                 if (inode->i_sb->s_maxbytes - isize < len) {
855                         error = -EFBIG;
856                         goto out_unlock;
857                 }
858                 new_size = isize + len;
859
860                 /* Offset should be less than i_size */
861                 if (offset >= isize) {
862                         error = -EINVAL;
863                         goto out_unlock;
864                 }
865                 do_file_insert = true;
866         } else {
867                 flags |= XFS_PREALLOC_SET;
868
869                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
870                     offset + len > i_size_read(inode)) {
871                         new_size = offset + len;
872                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
873                         if (error)
874                                 goto out_unlock;
875                 }
876
877                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE) {
878                         error = xfs_zero_file_space(ip, offset, len);
879                 } else if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
880                         error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
881                         if (error)
882                                 goto out_unlock;
883
884                         if (!xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
885                                 error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
886                                                 XFS_BMAPI_PREALLOC);
887                         }
888                 } else {
889                         /*
890                          * If always_cow mode we can't use preallocations and
891                          * thus should not create them.
892                          */
893                         if (xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
894                                 error = -EOPNOTSUPP;
895                                 goto out_unlock;
896                         }
897
898                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
899                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
900                 }
901                 if (error)
902                         goto out_unlock;
903         }
904
905         if (file->f_flags & O_DSYNC)
906                 flags |= XFS_PREALLOC_SYNC;
907
908         error = xfs_update_prealloc_flags(ip, flags);
909         if (error)
910                 goto out_unlock;
911
912         /* Change file size if needed */
913         if (new_size) {
914                 struct iattr iattr;
915
916                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
917                 iattr.ia_size = new_size;
918                 error = xfs_vn_setattr_size(file_dentry(file), &iattr);
919                 if (error)
920                         goto out_unlock;
921         }
922
923         /*
924          * Perform hole insertion now that the file size has been
925          * updated so that if we crash during the operation we don't
926          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
927          * the data that is contained within them.
928          */
929         if (do_file_insert)
930                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
931
932 out_unlock:
933         xfs_iunlock(ip, iolock);
934         return error;
935 }
936
937 STATIC int
938 xfs_file_fadvise(
939         struct file     *file,
940         loff_t          start,
941         loff_t          end,
942         int             advice)
943 {
944         struct xfs_inode *ip = XFS_I(file_inode(file));
945         int ret;
946         int lockflags = 0;
947
948         /*
949          * Operations creating pages in page cache need protection from hole
950          * punching and similar ops
951          */
952         if (advice == POSIX_FADV_WILLNEED) {
953                 lockflags = XFS_IOLOCK_SHARED;
954                 xfs_ilock(ip, lockflags);
955         }
956         ret = generic_fadvise(file, start, end, advice);
957         if (lockflags)
958                 xfs_iunlock(ip, lockflags);
959         return ret;
960 }
961
962 STATIC loff_t
963 xfs_file_remap_range(
964         struct file             *file_in,
965         loff_t                  pos_in,
966         struct file             *file_out,
967         loff_t                  pos_out,
968         loff_t                  len,
969         unsigned int            remap_flags)
970 {
971         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
972         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
973         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
974         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
975         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
976         loff_t                  remapped = 0;
977         xfs_extlen_t            cowextsize;
978         int                     ret;
979
980         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
981                 return -EINVAL;
982
983         if (!xfs_sb_version_hasreflink(&mp->m_sb))
984                 return -EOPNOTSUPP;
985
986         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
987                 return -EIO;
988
989         /* Prepare and then clone file data. */
990         ret = xfs_reflink_remap_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
991                         &len, remap_flags);
992         if (ret < 0 || len == 0)
993                 return ret;
994
995         trace_xfs_reflink_remap_range(src, pos_in, len, dest, pos_out);
996
997         ret = xfs_reflink_remap_blocks(src, pos_in, dest, pos_out, len,
998                         &remapped);
999         if (ret)
1000                 goto out_unlock;
1001
1002         /*
1003          * Carry the cowextsize hint from src to dest if we're sharing the
1004          * entire source file to the entire destination file, the source file
1005          * has a cowextsize hint, and the destination file does not.
1006          */
1007         cowextsize = 0;
1008         if (pos_in == 0 && len == i_size_read(inode_in) &&
1009             (src->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE) &&
1010             pos_out == 0 && len >= i_size_read(inode_out) &&
1011             !(dest->i_d.di_flags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE))
1012                 cowextsize = src->i_d.di_cowextsize;
1013
1014         ret = xfs_reflink_update_dest(dest, pos_out + len, cowextsize,
1015                         remap_flags);
1016
1017 out_unlock:
1018         xfs_reflink_remap_unlock(file_in, file_out);
1019         if (ret)
1020                 trace_xfs_reflink_remap_range_error(dest, ret, _RET_IP_);
1021         return remapped > 0 ? remapped : ret;
1022 }
1023
1024 STATIC int
1025 xfs_file_open(
1026         struct inode    *inode,
1027         struct file     *file)
1028 {
1029         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
1030                 return -EFBIG;
1031         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
1032                 return -EIO;
1033         file->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 STATIC int
1038 xfs_dir_open(
1039         struct inode    *inode,
1040         struct file     *file)
1041 {
1042         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1043         int             mode;
1044         int             error;
1045
1046         error = xfs_file_open(inode, file);
1047         if (error)
1048                 return error;
1049
1050         /*
1051          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1052          * certain to have the next operation be a read there.
1053          */
1054         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1055         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
1056                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, -1);
1057         xfs_iunlock(ip, mode);
1058         return error;
1059 }
1060
1061 STATIC int
1062 xfs_file_release(
1063         struct inode    *inode,
1064         struct file     *filp)
1065 {
1066         return xfs_release(XFS_I(inode));
1067 }
1068
1069 STATIC int
1070 xfs_file_readdir(
1071         struct file     *file,
1072         struct dir_context *ctx)
1073 {
1074         struct inode    *inode = file_inode(file);
1075         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1076         size_t          bufsize;
1077
1078         /*
1079          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1080          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1081          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1082          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1083          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1084          * physical blocks.
1085          *
1086          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1087          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1088          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1089          */
1090         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, XFS_READDIR_BUFSIZE, ip->i_d.di_size);
1091
1092         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
1093 }
1094
1095 STATIC loff_t
1096 xfs_file_llseek(
1097         struct file     *file,
1098         loff_t          offset,
1099         int             whence)
1100 {
1101         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1102
1103         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_I(inode)->i_mount))
1104                 return -EIO;
1105
1106         switch (whence) {
1107         default:
1108                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1109         case SEEK_HOLE:
1110                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1111                 break;
1112         case SEEK_DATA:
1113                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1114                 break;
1115         }
1116
1117         if (offset < 0)
1118                 return offset;
1119         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1124  * ordering of:
1125  *
1126  * mmap_sem (MM)
1127  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1128  *     i_mmaplock (XFS - truncate serialisation)
1129  *       page_lock (MM)
1130  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1131  */
1132 static vm_fault_t
1133 __xfs_filemap_fault(
1134         struct vm_fault         *vmf,
1135         enum page_entry_size    pe_size,
1136         bool                    write_fault)
1137 {
1138         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1139         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1140         vm_fault_t              ret;
1141
1142         trace_xfs_filemap_fault(ip, pe_size, write_fault);
1143
1144         if (write_fault) {
1145                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1146                 file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1147         }
1148
1149         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1150         if (IS_DAX(inode)) {
1151                 pfn_t pfn;
1152
1153                 ret = dax_iomap_fault(vmf, pe_size, &pfn, NULL, &xfs_iomap_ops);
1154                 if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
1155                         ret = dax_finish_sync_fault(vmf, pe_size, pfn);
1156         } else {
1157                 if (write_fault)
1158                         ret = iomap_page_mkwrite(vmf, &xfs_iomap_ops);
1159                 else
1160                         ret = filemap_fault(vmf);
1161         }
1162         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1163
1164         if (write_fault)
1165                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1166         return ret;
1167 }
1168
1169 static vm_fault_t
1170 xfs_filemap_fault(
1171         struct vm_fault         *vmf)
1172 {
1173         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1174         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE,
1175                         IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)) &&
1176                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1177 }
1178
1179 static vm_fault_t
1180 xfs_filemap_huge_fault(
1181         struct vm_fault         *vmf,
1182         enum page_entry_size    pe_size)
1183 {
1184         if (!IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)))
1185                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1186
1187         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1188         return __xfs_filemap_fault(vmf, pe_size,
1189                         (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
1190 }
1191
1192 static vm_fault_t
1193 xfs_filemap_page_mkwrite(
1194         struct vm_fault         *vmf)
1195 {
1196         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1197 }
1198
1199 /*
1200  * pfn_mkwrite was originally intended to ensure we capture time stamp updates
1201  * on write faults. In reality, it needs to serialise against truncate and
1202  * prepare memory for writing so handle is as standard write fault.
1203  */
1204 static vm_fault_t
1205 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1206         struct vm_fault         *vmf)
1207 {
1208
1209         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1210 }
1211
1212 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1213         .fault          = xfs_filemap_fault,
1214         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1215         .map_pages      = filemap_map_pages,
1216         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1217         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1218 };
1219
1220 STATIC int
1221 xfs_file_mmap(
1222         struct file     *filp,
1223         struct vm_area_struct *vma)
1224 {
1225         struct dax_device       *dax_dev;
1226
1227         dax_dev = xfs_find_daxdev_for_inode(file_inode(filp));
1228         /*
1229          * We don't support synchronous mappings for non-DAX files and
1230          * for DAX files if underneath dax_device is not synchronous.
1231          */
1232         if (!daxdev_mapping_supported(vma, dax_dev))
1233                 return -EOPNOTSUPP;
1234
1235         file_accessed(filp);
1236         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1237         if (IS_DAX(file_inode(filp)))
1238                 vma->vm_flags |= VM_HUGEPAGE;
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1243         .llseek         = xfs_file_llseek,
1244         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1245         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1246         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1247         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1248         .iopoll         = iomap_dio_iopoll,
1249         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1250 #ifdef CONFIG_COMPAT
1251         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1252 #endif
1253         .mmap           = xfs_file_mmap,
1254         .mmap_supported_flags = MAP_SYNC,
1255         .open           = xfs_file_open,
1256         .release        = xfs_file_release,
1257         .fsync          = xfs_file_fsync,
1258         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1259         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1260         .fadvise        = xfs_file_fadvise,
1261         .remap_file_range = xfs_file_remap_range,
1262 };
1263
1264 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1265         .open           = xfs_dir_open,
1266         .read           = generic_read_dir,
1267         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1268         .llseek         = generic_file_llseek,
1269         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1270 #ifdef CONFIG_COMPAT
1271         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1272 #endif
1273         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1274 };