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 #include <linux/mount.h>
  33
  34 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  35
  36 /*
  37  * Decide if the given file range is aligned to the size of the fundamental
  38  * allocation unit for the file.
  39  */
  40 static bool
  41 xfs_is_falloc_aligned(
  42         struct xfs_inode        *ip,
  43         loff_t                  pos,
  44         long long int           len)
  45 {
  46         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
  47         uint64_t                mask;
  48
  49         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
  50                 if (!is_power_of_2(mp->m_sb.sb_rextsize)) {
  51                         u64     rextbytes;
  52                         u32     mod;
  53
  54                         rextbytes = XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_sb.sb_rextsize);
  55                         div_u64_rem(pos, rextbytes, &mod);
  56                         if (mod)
  57                                 return false;
  58                         div_u64_rem(len, rextbytes, &mod);
  59                         return mod == 0;
  60                 }
  61                 mask = XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_sb.sb_rextsize) - 1;
  62         } else {
  63                 mask = mp->m_sb.sb_blocksize - 1;
  64         }
  65
  66         return !((pos | len) & mask);
  67 }
  68
  69 int
  70 xfs_update_prealloc_flags(
  71         struct xfs_inode        *ip,
  72         enum xfs_prealloc_flags flags)
  73 {
  74         struct xfs_trans        *tp;
  75         int                     error;
  76
  77         error = xfs_trans_alloc(ip->i_mount, &M_RES(ip->i_mount)->tr_writeid,
  78                         0, 0, 0, &tp);
  79         if (error)
  80                 return error;
  81
  82         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  83         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
  84
  85         if (!(flags & XFS_PREALLOC_INVISIBLE)) {
  86                 VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISUID;
  87                 if (VFS_I(ip)->i_mode & S_IXGRP)
  88                         VFS_I(ip)->i_mode &= ~S_ISGID;
  89                 xfs_trans_ichgtime(tp, ip, XFS_ICHGTIME_MOD | XFS_ICHGTIME_CHG);
  90         }
  91
  92         if (flags & XFS_PREALLOC_SET)
  93                 ip->i_diflags |= XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  94         if (flags & XFS_PREALLOC_CLEAR)
  95                 ip->i_diflags &= ~XFS_DIFLAG_PREALLOC;
  96
  97         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
  98         return xfs_trans_commit(tp);
  99 }
 100
 101 /*
 102  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
 103  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
 104  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
 105  * on directories either.
 106  */
 107 STATIC int
 108 xfs_dir_fsync(
 109         struct file             *file,
 110         loff_t                  start,
 111         loff_t                  end,
 112         int                     datasync)
 113 {
 114         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
 115
 116         trace_xfs_dir_fsync(ip);
 117         return xfs_log_force_inode(ip);
 118 }
 119
 120 static xfs_csn_t
 121 xfs_fsync_seq(
 122         struct xfs_inode        *ip,
 123         bool                    datasync)
 124 {
 125         if (!xfs_ipincount(ip))
 126                 return 0;
 127         if (datasync && !(ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
 128                 return 0;
 129         return ip->i_itemp->ili_commit_seq;
 130 }
 131
 132 /*
 133  * All metadata updates are logged, which means that we just have to flush the
 134  * log up to the latest LSN that touched the inode.
 135  *
 136  * If we have concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on
 137  * the log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures that
 138  * we don't get a racing sync operation that does not wait for the metadata to
 139  * hit the journal before returning.  If we race with clearing ili_fsync_fields,
 140  * then all that will happen is the log force will do nothing as the lsn will
 141  * already be on disk.  We can't race with setting ili_fsync_fields because that
 142  * is done under XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock
 143  * shared until after the ili_fsync_fields is cleared.
 144  */
 145 static  int
 146 xfs_fsync_flush_log(
 147         struct xfs_inode        *ip,
 148         bool                    datasync,
 149         int                     *log_flushed)
 150 {
 151         int                     error = 0;
 152         xfs_csn_t               seq;
 153
 154         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 155         seq = xfs_fsync_seq(ip, datasync);
 156         if (seq) {
 157                 error = xfs_log_force_seq(ip->i_mount, seq, XFS_LOG_SYNC,
 158                                           log_flushed);
 159
 160                 spin_lock(&ip->i_itemp->ili_lock);
 161                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 162                 spin_unlock(&ip->i_itemp->ili_lock);
 163         }
 164         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 165         return error;
 166 }
 167
 168 STATIC int
 169 xfs_file_fsync(
 170         struct file             *file,
 171         loff_t                  start,
 172         loff_t                  end,
 173         int                     datasync)
 174 {
 175         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
 176         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 177         int                     error = 0;
 178         int                     log_flushed = 0;
 179
 180         trace_xfs_file_fsync(ip);
 181
 182         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 183         if (error)
 184                 return error;
 185
 186         if (xfs_is_shutdown(mp))
 187                 return -EIO;
 188
 189         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 190
 191         /*
 192          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
 193          * the write cache the device used for file data first.  This is to
 194          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
 195          * inode size in case of an extending write.
 196          */
 197         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 198                 blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp->bt_bdev);
 199         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 200                 blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp->bt_bdev);
 201
 202         /*
 203          * Any inode that has dirty modifications in the log is pinned.  The
 204          * racy check here for a pinned inode while not catch modifications
 205          * that happen concurrently to the fsync call, but fsync semantics
 206          * only require to sync previously completed I/O.
 207          */
 208         if (xfs_ipincount(ip))
 209                 error = xfs_fsync_flush_log(ip, datasync, &log_flushed);
 210
 211         /*
 212          * If we only have a single device, and the log force about was
 213          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 214          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 215          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 216          * commit.
 217          */
 218         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 219             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp)
 220                 blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp->bt_bdev);
 221
 222         return error;
 223 }
 224
 225 static int
 226 xfs_ilock_iocb(
 227         struct kiocb            *iocb,
 228         unsigned int            lock_mode)
 229 {
 230         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 231
 232         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 233                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, lock_mode))
 234                         return -EAGAIN;
 235         } else {
 236                 xfs_ilock(ip, lock_mode);
 237         }
 238
 239         return 0;
 240 }
 241
 242 STATIC ssize_t
 243 xfs_file_dio_read(
 244         struct kiocb            *iocb,
 245         struct iov_iter         *to)
 246 {
 247         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 248         ssize_t                 ret;
 249
 250         trace_xfs_file_direct_read(iocb, to);
 251
 252         if (!iov_iter_count(to))
 253                 return 0; /* skip atime */
 254
 255         file_accessed(iocb->ki_filp);
 256
 257         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 258         if (ret)
 259                 return ret;
 260         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_read_iomap_ops, NULL, 0, 0);
 261         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 262
 263         return ret;
 264 }
 265
 266 static noinline ssize_t
 267 xfs_file_dax_read(
 268         struct kiocb            *iocb,
 269         struct iov_iter         *to)
 270 {
 271         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 272         ssize_t                 ret = 0;
 273
 274         trace_xfs_file_dax_read(iocb, to);
 275
 276         if (!iov_iter_count(to))
 277                 return 0; /* skip atime */
 278
 279         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 280         if (ret)
 281                 return ret;
 282         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_read_iomap_ops);
 283         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 284
 285         file_accessed(iocb->ki_filp);
 286         return ret;
 287 }
 288
 289 STATIC ssize_t
 290 xfs_file_buffered_read(
 291         struct kiocb            *iocb,
 292         struct iov_iter         *to)
 293 {
 294         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 295         ssize_t                 ret;
 296
 297         trace_xfs_file_buffered_read(iocb, to);
 298
 299         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 300         if (ret)
 301                 return ret;
 302         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 303         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 304
 305         return ret;
 306 }
 307
 308 STATIC ssize_t
 309 xfs_file_read_iter(
 310         struct kiocb            *iocb,
 311         struct iov_iter         *to)
 312 {
 313         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 314         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 315         ssize_t                 ret = 0;
 316
 317         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 318
 319         if (xfs_is_shutdown(mp))
 320                 return -EIO;
 321
 322         if (IS_DAX(inode))
 323                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 324         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 325                 ret = xfs_file_dio_read(iocb, to);
 326         else
 327                 ret = xfs_file_buffered_read(iocb, to);
 328
 329         if (ret > 0)
 330                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 331         return ret;
 332 }
 333
 334 /*
 335  * Common pre-write limit and setup checks.
 336  *
 337  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 338  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 339  * if called for a direct write beyond i_size.
 340  */
 341 STATIC ssize_t
 342 xfs_file_write_checks(
 343         struct kiocb            *iocb,
 344         struct iov_iter         *from,
 345         int                     *iolock)
 346 {
 347         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 348         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 349         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 350         ssize_t                 error = 0;
 351         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 352         bool                    drained_dio = false;
 353         loff_t                  isize;
 354
 355 restart:
 356         error = generic_write_checks(iocb, from);
 357         if (error <= 0)
 358                 return error;
 359
 360         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 361                 error = break_layout(inode, false);
 362                 if (error == -EWOULDBLOCK)
 363                         error = -EAGAIN;
 364         } else {
 365                 error = xfs_break_layouts(inode, iolock, BREAK_WRITE);
 366         }
 367
 368         if (error)
 369                 return error;
 370
 371         /*
 372          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
 373          * exclusively.
 374          */
 375         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 376                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 377                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 378                 error = xfs_ilock_iocb(iocb, *iolock);
 379                 if (error) {
 380                         *iolock = 0;
 381                         return error;
 382                 }
 383                 goto restart;
 384         }
 385
 386         /*
 387          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 388          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 389          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the iolock
 390          * shared, we need to update it to exclusive which implies having to
 391          * redo all checks before.
 392          *
 393          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO completions
 394          * here. We want to make sure that nobody is changing the size while we
 395          * do this check until we have placed an IO barrier (i.e.  hold the
 396          * XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.  The
 397          * spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
 398          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value and
 399          * hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 400          *
 401          * We can do an unlocked check here safely as IO completion can only
 402          * extend EOF. Truncate is locked out at this point, so the EOF can
 403          * not move backwards, only forwards. Hence we only need to take the
 404          * slow path and spin locks when we are at or beyond the current EOF.
 405          */
 406         if (iocb->ki_pos <= i_size_read(inode))
 407                 goto out;
 408
 409         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 410         isize = i_size_read(inode);
 411         if (iocb->ki_pos > isize) {
 412                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 413
 414                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 415                         return -EAGAIN;
 416
 417                 if (!drained_dio) {
 418                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 419                                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 420                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 421                                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 422                                 iov_iter_reexpand(from, count);
 423                         }
 424                         /*
 425                          * We now have an IO submission barrier in place, but
 426                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
 427                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
 428                          * DIO will have drained before we are given the
 429                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
 430                          * no-op.
 431                          */
 432                         inode_dio_wait(inode);
 433                         drained_dio = true;
 434                         goto restart;
 435                 }
 436
 437                 trace_xfs_zero_eof(ip, isize, iocb->ki_pos - isize);
 438                 error = iomap_zero_range(inode, isize, iocb->ki_pos - isize,
 439                                 NULL, &xfs_buffered_write_iomap_ops);
 440                 if (error)
 441                         return error;
 442         } else
 443                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 444
 445 out:
 446         return file_modified(file);
 447 }
 448
 449 static int
 450 xfs_dio_write_end_io(
 451         struct kiocb            *iocb,
 452         ssize_t                 size,
 453         int                     error,
 454         unsigned                flags)
 455 {
 456         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 457         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 458         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
 459         unsigned int            nofs_flag;
 460
 461         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
 462
 463         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount))
 464                 return -EIO;
 465
 466         if (error)
 467                 return error;
 468         if (!size)
 469                 return 0;
 470
 471         /*
 472          * Capture amount written on completion as we can't reliably account
 473          * for it on submission.
 474          */
 475         XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, size);
 476
 477         /*
 478          * We can allocate memory here while doing writeback on behalf of
 479          * memory reclaim.  To avoid memory allocation deadlocks set the
 480          * task-wide nofs context for the following operations.
 481          */
 482         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
 483
 484         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
 485                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
 486                 if (error)
 487                         goto out;
 488         }
 489
 490         /*
 491          * Unwritten conversion updates the in-core isize after extent
 492          * conversion but before updating the on-disk size. Updating isize any
 493          * earlier allows a racing dio read to find unwritten extents before
 494          * they are converted.
 495          */
 496         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN) {
 497                 error = xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, true);
 498                 goto out;
 499         }
 500
 501         /*
 502          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
 503          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
 504          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
 505          * if necessary.
 506          *
 507          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
 508          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
 509          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
 510          * that occurs.
 511          *
 512          * As IO completion only ever extends EOF, we can do an unlocked check
 513          * here to avoid taking the spinlock. If we land within the current EOF,
 514          * then we do not need to do an extending update at all, and we don't
 515          * need to take the lock to check this. If we race with an update moving
 516          * EOF, then we'll either still be beyond EOF and need to take the lock,
 517          * or we'll be within EOF and we don't need to take it at all.
 518          */
 519         if (offset + size <= i_size_read(inode))
 520                 goto out;
 521
 522         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 523         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
 524                 i_size_write(inode, offset + size);
 525                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 526                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
 527         } else {
 528                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 529         }
 530
 531 out:
 532         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
 533         return error;
 534 }
 535
 536 static const struct iomap_dio_ops xfs_dio_write_ops = {
 537         .end_io         = xfs_dio_write_end_io,
 538 };
 539
 540 /*
 541  * Handle block aligned direct I/O writes
 542  */
 543 static noinline ssize_t
 544 xfs_file_dio_write_aligned(
 545         struct xfs_inode        *ip,
 546         struct kiocb            *iocb,
 547         struct iov_iter         *from)
 548 {
 549         int                     iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 550         ssize_t                 ret;
 551
 552         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 553         if (ret)
 554                 return ret;
 555         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 556         if (ret)
 557                 goto out_unlock;
 558
 559         /*
 560          * We don't need to hold the IOLOCK exclusively across the IO, so demote
 561          * the iolock back to shared if we had to take the exclusive lock in
 562          * xfs_file_write_checks() for other reasons.
 563          */
 564         if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 565                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 566                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 567         }
 568         trace_xfs_file_direct_write(iocb, from);
 569         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_direct_write_iomap_ops,
 570                            &xfs_dio_write_ops, 0, 0);
 571 out_unlock:
 572         if (iolock)
 573                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 574         return ret;
 575 }
 576
 577 /*
 578  * Handle block unaligned direct I/O writes
 579  *
 580  * In most cases direct I/O writes will be done holding IOLOCK_SHARED, allowing
 581  * them to be done in parallel with reads and other direct I/O writes.  However,
 582  * if the I/O is not aligned to filesystem blocks, the direct I/O layer may need
 583  * to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other direct
 584  * I/O to the same block.  In this case we need to serialise the submission of
 585  * the unaligned I/O so that we don't get racing block zeroing in the dio layer.
 586  * In the case where sub-block zeroing is not required, we can do concurrent
 587  * sub-block dios to the same block successfully.
 588  *
 589  * Optimistically submit the I/O using the shared lock first, but use the
 590  * IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY flag to tell the lower layers to return -EAGAIN
 591  * if block allocation or partial block zeroing would be required.  In that case
 592  * we try again with the exclusive lock.
 593  */
 594 static noinline ssize_t
 595 xfs_file_dio_write_unaligned(
 596         struct xfs_inode        *ip,
 597         struct kiocb            *iocb,
 598         struct iov_iter         *from)
 599 {
 600         size_t                  isize = i_size_read(VFS_I(ip));
 601         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 602         int                     iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 603         unsigned int            flags = IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY;
 604         ssize_t                 ret;
 605
 606         /*
 607          * Extending writes need exclusivity because of the sub-block zeroing
 608          * that the DIO code always does for partial tail blocks beyond EOF, so
 609          * don't even bother trying the fast path in this case.
 610          */
 611         if (iocb->ki_pos > isize || iocb->ki_pos + count >= isize) {
 612 retry_exclusive:
 613                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 614                         return -EAGAIN;
 615                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 616                 flags = IOMAP_DIO_FORCE_WAIT;
 617         }
 618
 619         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 620         if (ret)
 621                 return ret;
 622
 623         /*
 624          * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink files yet,
 625          * as we can't unshare a partial block.
 626          */
 627         if (xfs_is_cow_inode(ip)) {
 628                 trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(iocb, from);
 629                 ret = -ENOTBLK;
 630                 goto out_unlock;
 631         }
 632
 633         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 634         if (ret)
 635                 goto out_unlock;
 636
 637         /*
 638          * If we are doing exclusive unaligned I/O, this must be the only I/O
 639          * in-flight.  Otherwise we risk data corruption due to unwritten extent
 640          * conversions from the AIO end_io handler.  Wait for all other I/O to
 641          * drain first.
 642          */
 643         if (flags & IOMAP_DIO_FORCE_WAIT)
 644                 inode_dio_wait(VFS_I(ip));
 645
 646         trace_xfs_file_direct_write(iocb, from);
 647         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_direct_write_iomap_ops,
 648                            &xfs_dio_write_ops, flags, 0);
 649
 650         /*
 651          * Retry unaligned I/O with exclusive blocking semantics if the DIO
 652          * layer rejected it for mapping or locking reasons. If we are doing
 653          * nonblocking user I/O, propagate the error.
 654          */
 655         if (ret == -EAGAIN && !(iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)) {
 656                 ASSERT(flags & IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY);
 657                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 658                 goto retry_exclusive;
 659         }
 660
 661 out_unlock:
 662         if (iolock)
 663                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 664         return ret;
 665 }
 666
 667 static ssize_t
 668 xfs_file_dio_write(
 669         struct kiocb            *iocb,
 670         struct iov_iter         *from)
 671 {
 672         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 673         struct xfs_buftarg      *target = xfs_inode_buftarg(ip);
 674         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 675
 676         /* direct I/O must be aligned to device logical sector size */
 677         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 678                 return -EINVAL;
 679         if ((iocb->ki_pos | count) & ip->i_mount->m_blockmask)
 680                 return xfs_file_dio_write_unaligned(ip, iocb, from);
 681         return xfs_file_dio_write_aligned(ip, iocb, from);
 682 }
 683
 684 static noinline ssize_t
 685 xfs_file_dax_write(
 686         struct kiocb            *iocb,
 687         struct iov_iter         *from)
 688 {
 689         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 690         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 691         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 692         ssize_t                 ret, error = 0;
 693         loff_t                  pos;
 694
 695         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 696         if (ret)
 697                 return ret;
 698         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 699         if (ret)
 700                 goto out;
 701
 702         pos = iocb->ki_pos;
 703
 704         trace_xfs_file_dax_write(iocb, from);
 705         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_direct_write_iomap_ops);
 706         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 707                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 708                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 709         }
 710 out:
 711         if (iolock)
 712                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 713         if (error)
 714                 return error;
 715
 716         if (ret > 0) {
 717                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 718
 719                 /* Handle various SYNC-type writes */
 720                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 721         }
 722         return ret;
 723 }
 724
 725 STATIC ssize_t
 726 xfs_file_buffered_write(
 727         struct kiocb            *iocb,
 728         struct iov_iter         *from)
 729 {
 730         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 731         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 732         struct inode            *inode = mapping->host;
 733         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 734         ssize_t                 ret;
 735         bool                    cleared_space = false;
 736         int                     iolock;
 737
 738         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 739                 return -EOPNOTSUPP;
 740
 741 write_retry:
 742         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 743         xfs_ilock(ip, iolock);
 744
 745         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 746         if (ret)
 747                 goto out;
 748
 749         /* We can write back this queue in page reclaim */
 750         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
 751
 752         trace_xfs_file_buffered_write(iocb, from);
 753         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from,
 754                         &xfs_buffered_write_iomap_ops);
 755         if (likely(ret >= 0))
 756                 iocb->ki_pos += ret;
 757
 758         /*
 759          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 760          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 761          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 762          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 763          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 764          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 765          * running at the same time.  Use a synchronous scan to increase the
 766          * effectiveness of the scan.
 767          */
 768         if (ret == -EDQUOT && !cleared_space) {
 769                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 770                 xfs_blockgc_free_quota(ip, XFS_ICWALK_FLAG_SYNC);
 771                 cleared_space = true;
 772                 goto write_retry;
 773         } else if (ret == -ENOSPC && !cleared_space) {
 774                 struct xfs_icwalk       icw = {0};
 775
 776                 cleared_space = true;
 777                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 778
 779                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 780                 icw.icw_flags = XFS_ICWALK_FLAG_SYNC;
 781                 xfs_blockgc_free_space(ip->i_mount, &icw);
 782                 goto write_retry;
 783         }
 784
 785         current->backing_dev_info = NULL;
 786 out:
 787         if (iolock)
 788                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 789
 790         if (ret > 0) {
 791                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 792                 /* Handle various SYNC-type writes */
 793                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 794         }
 795         return ret;
 796 }
 797
 798 STATIC ssize_t
 799 xfs_file_write_iter(
 800         struct kiocb            *iocb,
 801         struct iov_iter         *from)
 802 {
 803         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 804         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 805         struct inode            *inode = mapping->host;
 806         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 807         ssize_t                 ret;
 808         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 809
 810         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 811
 812         if (ocount == 0)
 813                 return 0;
 814
 815         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount))
 816                 return -EIO;
 817
 818         if (IS_DAX(inode))
 819                 return xfs_file_dax_write(iocb, from);
 820
 821         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 822                 /*
 823                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 824                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 825                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 826                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 827                  */
 828                 ret = xfs_file_dio_write(iocb, from);
 829                 if (ret != -ENOTBLK)
 830                         return ret;
 831         }
 832
 833         return xfs_file_buffered_write(iocb, from);
 834 }
 835
 836 static void
 837 xfs_wait_dax_page(
 838         struct inode            *inode)
 839 {
 840         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 841
 842         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 843         schedule();
 844         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 845 }
 846
 847 static int
 848 xfs_break_dax_layouts(
 849         struct inode            *inode,
 850         bool                    *retry)
 851 {
 852         struct page             *page;
 853
 854         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_EXCL));
 855
 856         page = dax_layout_busy_page(inode->i_mapping);
 857         if (!page)
 858                 return 0;
 859
 860         *retry = true;
 861         return ___wait_var_event(&page->_refcount,
 862                         atomic_read(&page->_refcount) == 1, TASK_INTERRUPTIBLE,
 863                         0, 0, xfs_wait_dax_page(inode));
 864 }
 865
 866 int
 867 xfs_break_layouts(
 868         struct inode            *inode,
 869         uint                    *iolock,
 870         enum layout_break_reason reason)
 871 {
 872         bool                    retry;
 873         int                     error;
 874
 875         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_IOLOCK_SHARED|XFS_IOLOCK_EXCL));
 876
 877         do {
 878                 retry = false;
 879                 switch (reason) {
 880                 case BREAK_UNMAP:
 881                         error = xfs_break_dax_layouts(inode, &retry);
 882                         if (error || retry)
 883                                 break;
 884                         fallthrough;
 885                 case BREAK_WRITE:
 886                         error = xfs_break_leased_layouts(inode, iolock, &retry);
 887                         break;
 888                 default:
 889                         WARN_ON_ONCE(1);
 890                         error = -EINVAL;
 891                 }
 892         } while (error == 0 && retry);
 893
 894         return error;
 895 }
 896
 897 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 898                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 899                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 900                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 901
 902 STATIC long
 903 xfs_file_fallocate(
 904         struct file             *file,
 905         int                     mode,
 906         loff_t                  offset,
 907         loff_t                  len)
 908 {
 909         struct inode            *inode = file_inode(file);
 910         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 911         long                    error;
 912         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 913         loff_t                  new_size = 0;
 914         bool                    do_file_insert = false;
 915
 916         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 917                 return -EINVAL;
 918         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 919                 return -EOPNOTSUPP;
 920
 921         xfs_ilock(ip, iolock);
 922         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, BREAK_UNMAP);
 923         if (error)
 924                 goto out_unlock;
 925
 926         /*
 927          * Must wait for all AIO to complete before we continue as AIO can
 928          * change the file size on completion without holding any locks we
 929          * currently hold. We must do this first because AIO can update both
 930          * the on disk and in memory inode sizes, and the operations that follow
 931          * require the in-memory size to be fully up-to-date.
 932          */
 933         inode_dio_wait(inode);
 934
 935         /*
 936          * Now AIO and DIO has drained we flush and (if necessary) invalidate
 937          * the cached range over the first operation we are about to run.
 938          *
 939          * We care about zero and collapse here because they both run a hole
 940          * punch over the range first. Because that can zero data, and the range
 941          * of invalidation for the shift operations is much larger, we still do
 942          * the required flush for collapse in xfs_prepare_shift().
 943          *
 944          * Insert has the same range requirements as collapse, and we extend the
 945          * file first which can zero data. Hence insert has the same
 946          * flush/invalidate requirements as collapse and so they are both
 947          * handled at the right time by xfs_prepare_shift().
 948          */
 949         if (mode & (FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |
 950                     FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE)) {
 951                 error = xfs_flush_unmap_range(ip, offset, len);
 952                 if (error)
 953                         goto out_unlock;
 954         }
 955
 956         error = file_modified(file);
 957         if (error)
 958                 goto out_unlock;
 959
 960         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 961                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 962                 if (error)
 963                         goto out_unlock;
 964         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 965                 if (!xfs_is_falloc_aligned(ip, offset, len)) {
 966                         error = -EINVAL;
 967                         goto out_unlock;
 968                 }
 969
 970                 /*
 971                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 972                  * in which case it is effectively a truncate operation
 973                  */
 974                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 975                         error = -EINVAL;
 976                         goto out_unlock;
 977                 }
 978
 979                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 980
 981                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 982                 if (error)
 983                         goto out_unlock;
 984         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 985                 loff_t          isize = i_size_read(inode);
 986
 987                 if (!xfs_is_falloc_aligned(ip, offset, len)) {
 988                         error = -EINVAL;
 989                         goto out_unlock;
 990                 }
 991
 992                 /*
 993                  * New inode size must not exceed ->s_maxbytes, accounting for
 994                  * possible signed overflow.
 995                  */
 996                 if (inode->i_sb->s_maxbytes - isize < len) {
 997                         error = -EFBIG;
 998                         goto out_unlock;
 999                 }
1000                 new_size = isize + len;
1001
1002                 /* Offset should be less than i_size */
1003                 if (offset >= isize) {
1004                         error = -EINVAL;
1005                         goto out_unlock;
1006                 }
1007                 do_file_insert = true;
1008         } else {
1009                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
1010                     offset + len > i_size_read(inode)) {
1011                         new_size = offset + len;
1012                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
1013                         if (error)
1014                                 goto out_unlock;
1015                 }
1016
1017                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE) {
1018                         /*
1019                          * Punch a hole and prealloc the range.  We use a hole
1020                          * punch rather than unwritten extent conversion for two
1021                          * reasons:
1022                          *
1023                          *   1.) Hole punch handles partial block zeroing for us.
1024                          *   2.) If prealloc returns ENOSPC, the file range is
1025                          *       still zero-valued by virtue of the hole punch.
1026                          */
1027                         unsigned int blksize = i_blocksize(inode);
1028
1029                         trace_xfs_zero_file_space(ip);
1030
1031                         error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
1032                         if (error)
1033                                 goto out_unlock;
1034
1035                         len = round_up(offset + len, blksize) -
1036                               round_down(offset, blksize);
1037                         offset = round_down(offset, blksize);
1038                 } else if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
1039                         error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
1040                         if (error)
1041                                 goto out_unlock;
1042                 } else {
1043                         /*
1044                          * If always_cow mode we can't use preallocations and
1045                          * thus should not create them.
1046                          */
1047                         if (xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
1048                                 error = -EOPNOTSUPP;
1049                                 goto out_unlock;
1050                         }
1051                 }
1052
1053                 if (!xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
1054                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len,
1055                                                      XFS_BMAPI_PREALLOC);
1056                         if (error)
1057                                 goto out_unlock;
1058                 }
1059         }
1060
1061         /* Change file size if needed */
1062         if (new_size) {
1063                 struct iattr iattr;
1064
1065                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
1066                 iattr.ia_size = new_size;
1067                 error = xfs_vn_setattr_size(file_mnt_user_ns(file),
1068                                             file_dentry(file), &iattr);
1069                 if (error)
1070                         goto out_unlock;
1071         }
1072
1073         /*
1074          * Perform hole insertion now that the file size has been
1075          * updated so that if we crash during the operation we don't
1076          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
1077          * the data that is contained within them.
1078          */
1079         if (do_file_insert) {
1080                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
1081                 if (error)
1082                         goto out_unlock;
1083         }
1084
1085         if (file->f_flags & O_DSYNC)
1086                 error = xfs_log_force_inode(ip);
1087
1088 out_unlock:
1089         xfs_iunlock(ip, iolock);
1090         return error;
1091 }
1092
1093 STATIC int
1094 xfs_file_fadvise(
1095         struct file     *file,
1096         loff_t          start,
1097         loff_t          end,
1098         int             advice)
1099 {
1100         struct xfs_inode *ip = XFS_I(file_inode(file));
1101         int ret;
1102         int lockflags = 0;
1103
1104         /*
1105          * Operations creating pages in page cache need protection from hole
1106          * punching and similar ops
1107          */
1108         if (advice == POSIX_FADV_WILLNEED) {
1109                 lockflags = XFS_IOLOCK_SHARED;
1110                 xfs_ilock(ip, lockflags);
1111         }
1112         ret = generic_fadvise(file, start, end, advice);
1113         if (lockflags)
1114                 xfs_iunlock(ip, lockflags);
1115         return ret;
1116 }
1117
1118 /* Does this file, inode, or mount want synchronous writes? */
1119 static inline bool xfs_file_sync_writes(struct file *filp)
1120 {
1121         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(filp));
1122
1123         if (xfs_has_wsync(ip->i_mount))
1124                 return true;
1125         if (filp->f_flags & (__O_SYNC | O_DSYNC))
1126                 return true;
1127         if (IS_SYNC(file_inode(filp)))
1128                 return true;
1129
1130         return false;
1131 }
1132
1133 STATIC loff_t
1134 xfs_file_remap_range(
1135         struct file             *file_in,
1136         loff_t                  pos_in,
1137         struct file             *file_out,
1138         loff_t                  pos_out,
1139         loff_t                  len,
1140         unsigned int            remap_flags)
1141 {
1142         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1143         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1144         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1145         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1146         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
1147         loff_t                  remapped = 0;
1148         xfs_extlen_t            cowextsize;
1149         int                     ret;
1150
1151         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
1152                 return -EINVAL;
1153
1154         if (!xfs_has_reflink(mp))
1155                 return -EOPNOTSUPP;
1156
1157         if (xfs_is_shutdown(mp))
1158                 return -EIO;
1159
1160         /* Prepare and then clone file data. */
1161         ret = xfs_reflink_remap_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1162                         &len, remap_flags);
1163         if (ret || len == 0)
1164                 return ret;
1165
1166         trace_xfs_reflink_remap_range(src, pos_in, len, dest, pos_out);
1167
1168         ret = xfs_reflink_remap_blocks(src, pos_in, dest, pos_out, len,
1169                         &remapped);
1170         if (ret)
1171                 goto out_unlock;
1172
1173         /*
1174          * Carry the cowextsize hint from src to dest if we're sharing the
1175          * entire source file to the entire destination file, the source file
1176          * has a cowextsize hint, and the destination file does not.
1177          */
1178         cowextsize = 0;
1179         if (pos_in == 0 && len == i_size_read(inode_in) &&
1180             (src->i_diflags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE) &&
1181             pos_out == 0 && len >= i_size_read(inode_out) &&
1182             !(dest->i_diflags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE))
1183                 cowextsize = src->i_cowextsize;
1184
1185         ret = xfs_reflink_update_dest(dest, pos_out + len, cowextsize,
1186                         remap_flags);
1187         if (ret)
1188                 goto out_unlock;
1189
1190         if (xfs_file_sync_writes(file_in) || xfs_file_sync_writes(file_out))
1191                 xfs_log_force_inode(dest);
1192 out_unlock:
1193         xfs_iunlock2_io_mmap(src, dest);
1194         if (ret)
1195                 trace_xfs_reflink_remap_range_error(dest, ret, _RET_IP_);
1196         return remapped > 0 ? remapped : ret;
1197 }
1198
1199 STATIC int
1200 xfs_file_open(
1201         struct inode    *inode,
1202         struct file     *file)
1203 {
1204         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
1205                 return -EFBIG;
1206         if (xfs_is_shutdown(XFS_M(inode->i_sb)))
1207                 return -EIO;
1208         file->f_mode |= FMODE_NOWAIT | FMODE_BUF_RASYNC;
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 STATIC int
1213 xfs_dir_open(
1214         struct inode    *inode,
1215         struct file     *file)
1216 {
1217         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1218         int             mode;
1219         int             error;
1220
1221         error = xfs_file_open(inode, file);
1222         if (error)
1223                 return error;
1224
1225         /*
1226          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1227          * certain to have the next operation be a read there.
1228          */
1229         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1230         if (ip->i_df.if_nextents > 0)
1231                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, 0);
1232         xfs_iunlock(ip, mode);
1233         return error;
1234 }
1235
1236 STATIC int
1237 xfs_file_release(
1238         struct inode    *inode,
1239         struct file     *filp)
1240 {
1241         return xfs_release(XFS_I(inode));
1242 }
1243
1244 STATIC int
1245 xfs_file_readdir(
1246         struct file     *file,
1247         struct dir_context *ctx)
1248 {
1249         struct inode    *inode = file_inode(file);
1250         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1251         size_t          bufsize;
1252
1253         /*
1254          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1255          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1256          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1257          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1258          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1259          * physical blocks.
1260          *
1261          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1262          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1263          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1264          */
1265         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, XFS_READDIR_BUFSIZE, ip->i_disk_size);
1266
1267         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
1268 }
1269
1270 STATIC loff_t
1271 xfs_file_llseek(
1272         struct file     *file,
1273         loff_t          offset,
1274         int             whence)
1275 {
1276         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1277
1278         if (xfs_is_shutdown(XFS_I(inode)->i_mount))
1279                 return -EIO;
1280
1281         switch (whence) {
1282         default:
1283                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1284         case SEEK_HOLE:
1285                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1286                 break;
1287         case SEEK_DATA:
1288                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1289                 break;
1290         }
1291
1292         if (offset < 0)
1293                 return offset;
1294         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1299  * ordering of:
1300  *
1301  * mmap_lock (MM)
1302  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1303  *     invalidate_lock (vfs/XFS_MMAPLOCK - truncate serialisation)
1304  *       page_lock (MM)
1305  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1306  */
1307 static vm_fault_t
1308 __xfs_filemap_fault(
1309         struct vm_fault         *vmf,
1310         enum page_entry_size    pe_size,
1311         bool                    write_fault)
1312 {
1313         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1314         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1315         vm_fault_t              ret;
1316
1317         trace_xfs_filemap_fault(ip, pe_size, write_fault);
1318
1319         if (write_fault) {
1320                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1321                 file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1322         }
1323
1324         if (IS_DAX(inode)) {
1325                 pfn_t pfn;
1326
1327                 xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1328                 ret = dax_iomap_fault(vmf, pe_size, &pfn, NULL,
1329                                 (write_fault && !vmf->cow_page) ?
1330                                  &xfs_direct_write_iomap_ops :
1331                                  &xfs_read_iomap_ops);
1332                 if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
1333                         ret = dax_finish_sync_fault(vmf, pe_size, pfn);
1334                 xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1335         } else {
1336                 if (write_fault) {
1337                         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1338                         ret = iomap_page_mkwrite(vmf,
1339                                         &xfs_buffered_write_iomap_ops);
1340                         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1341                 } else {
1342                         ret = filemap_fault(vmf);
1343                 }
1344         }
1345
1346         if (write_fault)
1347                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1348         return ret;
1349 }
1350
1351 static inline bool
1352 xfs_is_write_fault(
1353         struct vm_fault         *vmf)
1354 {
1355         return (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) &&
1356                (vmf->vma->vm_flags & VM_SHARED);
1357 }
1358
1359 static vm_fault_t
1360 xfs_filemap_fault(
1361         struct vm_fault         *vmf)
1362 {
1363         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1364         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE,
1365                         IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)) &&
1366                         xfs_is_write_fault(vmf));
1367 }
1368
1369 static vm_fault_t
1370 xfs_filemap_huge_fault(
1371         struct vm_fault         *vmf,
1372         enum page_entry_size    pe_size)
1373 {
1374         if (!IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)))
1375                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1376
1377         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1378         return __xfs_filemap_fault(vmf, pe_size,
1379                         xfs_is_write_fault(vmf));
1380 }
1381
1382 static vm_fault_t
1383 xfs_filemap_page_mkwrite(
1384         struct vm_fault         *vmf)
1385 {
1386         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1387 }
1388
1389 /*
1390  * pfn_mkwrite was originally intended to ensure we capture time stamp updates
1391  * on write faults. In reality, it needs to serialise against truncate and
1392  * prepare memory for writing so handle is as standard write fault.
1393  */
1394 static vm_fault_t
1395 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1396         struct vm_fault         *vmf)
1397 {
1398
1399         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1400 }
1401
1402 static vm_fault_t
1403 xfs_filemap_map_pages(
1404         struct vm_fault         *vmf,
1405         pgoff_t                 start_pgoff,
1406         pgoff_t                 end_pgoff)
1407 {
1408         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1409         vm_fault_t ret;
1410
1411         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1412         ret = filemap_map_pages(vmf, start_pgoff, end_pgoff);
1413         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1414         return ret;
1415 }
1416
1417 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1418         .fault          = xfs_filemap_fault,
1419         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1420         .map_pages      = xfs_filemap_map_pages,
1421         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1422         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1423 };
1424
1425 STATIC int
1426 xfs_file_mmap(
1427         struct file             *file,
1428         struct vm_area_struct   *vma)
1429 {
1430         struct inode            *inode = file_inode(file);
1431         struct xfs_buftarg      *target = xfs_inode_buftarg(XFS_I(inode));
1432
1433         /*
1434          * We don't support synchronous mappings for non-DAX files and
1435          * for DAX files if underneath dax_device is not synchronous.
1436          */
1437         if (!daxdev_mapping_supported(vma, target->bt_daxdev))
1438                 return -EOPNOTSUPP;
1439
1440         file_accessed(file);
1441         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1442         if (IS_DAX(inode))
1443                 vma->vm_flags |= VM_HUGEPAGE;
1444         return 0;
1445 }
1446
1447 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1448         .llseek         = xfs_file_llseek,
1449         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1450         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1451         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1452         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1453         .iopoll         = iomap_dio_iopoll,
1454         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1455 #ifdef CONFIG_COMPAT
1456         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1457 #endif
1458         .mmap           = xfs_file_mmap,
1459         .mmap_supported_flags = MAP_SYNC,
1460         .open           = xfs_file_open,
1461         .release        = xfs_file_release,
1462         .fsync          = xfs_file_fsync,
1463         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1464         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1465         .fadvise        = xfs_file_fadvise,
1466         .remap_file_range = xfs_file_remap_range,
1467 };
1468
1469 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1470         .open           = xfs_dir_open,
1471         .read           = generic_read_dir,
1472         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1473         .llseek         = generic_file_llseek,
1474         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1475 #ifdef CONFIG_COMPAT
1476         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1477 #endif
1478         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1479 };