fs/xfs/xfs_file.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
  16  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  17  */
  18 #include "xfs.h"
  19 #include "xfs_fs.h"
  20 #include "xfs_log.h"
  21 #include "xfs_sb.h"
  22 #include "xfs_ag.h"
  23 #include "xfs_trans.h"
  24 #include "xfs_mount.h"
  25 #include "xfs_bmap_btree.h"
  26 #include "xfs_alloc.h"
  27 #include "xfs_dinode.h"
  28 #include "xfs_inode.h"
  29 #include "xfs_inode_item.h"
  30 #include "xfs_bmap.h"
  31 #include "xfs_error.h"
  32 #include "xfs_vnodeops.h"
  33 #include "xfs_da_btree.h"
  34 #include "xfs_ioctl.h"
  35 #include "xfs_trace.h"
  36
  37 #include <linux/dcache.h>
  38 #include <linux/falloc.h>
  39
  40 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  41
  42 /*
  43  * Locking primitives for read and write IO paths to ensure we consistently use
  44  * and order the inode->i_mutex, ip->i_lock and ip->i_iolock.
  45  */
  46 static inline void
  47 xfs_rw_ilock(
  48         struct xfs_inode        *ip,
  49         int                     type)
  50 {
  51         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
  52                 mutex_lock(&VFS_I(ip)->i_mutex);
  53         xfs_ilock(ip, type);
  54 }
  55
  56 static inline void
  57 xfs_rw_iunlock(
  58         struct xfs_inode        *ip,
  59         int                     type)
  60 {
  61         xfs_iunlock(ip, type);
  62         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
  63                 mutex_unlock(&VFS_I(ip)->i_mutex);
  64 }
  65
  66 static inline void
  67 xfs_rw_ilock_demote(
  68         struct xfs_inode        *ip,
  69         int                     type)
  70 {
  71         xfs_ilock_demote(ip, type);
  72         if (type & XFS_IOLOCK_EXCL)
  73                 mutex_unlock(&VFS_I(ip)->i_mutex);
  74 }
  75
  76 /*
  77  *      xfs_iozero
  78  *
  79  *      xfs_iozero clears the specified range of buffer supplied,
  80  *      and marks all the affected blocks as valid and modified.  If
  81  *      an affected block is not allocated, it will be allocated.  If
  82  *      an affected block is not completely overwritten, and is not
  83  *      valid before the operation, it will be read from disk before
  84  *      being partially zeroed.
  85  */
  86 STATIC int
  87 xfs_iozero(
  88         struct xfs_inode        *ip,    /* inode                        */
  89         loff_t                  pos,    /* offset in file               */
  90         size_t                  count)  /* size of data to zero         */
  91 {
  92         struct page             *page;
  93         struct address_space    *mapping;
  94         int                     status;
  95
  96         mapping = VFS_I(ip)->i_mapping;
  97         do {
  98                 unsigned offset, bytes;
  99                 void *fsdata;
 100
 101                 offset = (pos & (PAGE_CACHE_SIZE -1)); /* Within page */
 102                 bytes = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
 103                 if (bytes > count)
 104                         bytes = count;
 105
 106                 status = pagecache_write_begin(NULL, mapping, pos, bytes,
 107                                         AOP_FLAG_UNINTERRUPTIBLE,
 108                                         &page, &fsdata);
 109                 if (status)
 110                         break;
 111
 112                 zero_user(page, offset, bytes);
 113
 114                 status = pagecache_write_end(NULL, mapping, pos, bytes, bytes,
 115                                         page, fsdata);
 116                 WARN_ON(status <= 0); /* can't return less than zero! */
 117                 pos += bytes;
 118                 count -= bytes;
 119                 status = 0;
 120         } while (count);
 121
 122         return (-status);
 123 }
 124
 125 /*
 126  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
 127  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
 128  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
 129  * on directories either.
 130  */
 131 STATIC int
 132 xfs_dir_fsync(
 133         struct file             *file,
 134         loff_t                  start,
 135         loff_t                  end,
 136         int                     datasync)
 137 {
 138         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
 139         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 140         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 141
 142         trace_xfs_dir_fsync(ip);
 143
 144         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 145         if (xfs_ipincount(ip))
 146                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 147         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 148
 149         if (!lsn)
 150                 return 0;
 151         return _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, NULL);
 152 }
 153
 154 STATIC int
 155 xfs_file_fsync(
 156         struct file             *file,
 157         loff_t                  start,
 158         loff_t                  end,
 159         int                     datasync)
 160 {
 161         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 162         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 163         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 164         int                     error = 0;
 165         int                     log_flushed = 0;
 166         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 167
 168         trace_xfs_file_fsync(ip);
 169
 170         error = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, start, end);
 171         if (error)
 172                 return error;
 173
 174         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 175                 return -XFS_ERROR(EIO);
 176
 177         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 178
 179         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER) {
 180                 /*
 181                  * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure
 182                  * to flush the write cache the device used for file data
 183                  * first.  This is to ensure newly written file data make
 184                  * it to disk before logging the new inode size in case of
 185                  * an extending write.
 186                  */
 187                 if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 188                         xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
 189                 else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 190                         xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 191         }
 192
 193         /*
 194          * All metadata updates are logged, which means that we just have
 195          * to flush the log up to the latest LSN that touched the inode.
 196          */
 197         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 198         if (xfs_ipincount(ip)) {
 199                 if (!datasync ||
 200                     (ip->i_itemp->ili_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
 201                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 202         }
 203         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 204
 205         if (lsn)
 206                 error = _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
 207
 208         /*
 209          * If we only have a single device, and the log force about was
 210          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 211          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 212          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 213          * commit.
 214          */
 215         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER) &&
 216             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp &&
 217             !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 218             !log_flushed)
 219                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 220
 221         return -error;
 222 }
 223
 224 STATIC ssize_t
 225 xfs_file_aio_read(
 226         struct kiocb            *iocb,
 227         const struct iovec      *iovp,
 228         unsigned long           nr_segs,
 229         loff_t                  pos)
 230 {
 231         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 232         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 233         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 234         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 235         size_t                  size = 0;
 236         ssize_t                 ret = 0;
 237         int                     ioflags = 0;
 238         xfs_fsize_t             n;
 239         unsigned long           seg;
 240
 241         XFS_STATS_INC(xs_read_calls);
 242
 243         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
 244
 245         if (unlikely(file->f_flags & O_DIRECT))
 246                 ioflags |= IO_ISDIRECT;
 247         if (file->f_mode & FMODE_NOCMTIME)
 248                 ioflags |= IO_INVIS;
 249
 250         /* START copy & waste from filemap.c */
 251         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
 252                 const struct iovec *iv = &iovp[seg];
 253
 254                 /*
 255                  * If any segment has a negative length, or the cumulative
 256                  * length ever wraps negative then return -EINVAL.
 257                  */
 258                 size += iv->iov_len;
 259                 if (unlikely((ssize_t)(size|iv->iov_len) < 0))
 260                         return XFS_ERROR(-EINVAL);
 261         }
 262         /* END copy & waste from filemap.c */
 263
 264         if (unlikely(ioflags & IO_ISDIRECT)) {
 265                 xfs_buftarg_t   *target =
 266                         XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 267                                 mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 268                 if ((iocb->ki_pos & target->bt_smask) ||
 269                     (size & target->bt_smask)) {
 270                         if (iocb->ki_pos == i_size_read(inode))
 271                                 return 0;
 272                         return -XFS_ERROR(EINVAL);
 273                 }
 274         }
 275
 276         n = XFS_MAXIOFFSET(mp) - iocb->ki_pos;
 277         if (n <= 0 || size == 0)
 278                 return 0;
 279
 280         if (n < size)
 281                 size = n;
 282
 283         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 284                 return -EIO;
 285
 286         /*
 287          * Locking is a bit tricky here. If we take an exclusive lock
 288          * for direct IO, we effectively serialise all new concurrent
 289          * read IO to this file and block it behind IO that is currently in
 290          * progress because IO in progress holds the IO lock shared. We only
 291          * need to hold the lock exclusive to blow away the page cache, so
 292          * only take lock exclusively if the page cache needs invalidation.
 293          * This allows the normal direct IO case of no page cache pages to
 294          * proceeed concurrently without serialisation.
 295          */
 296         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 297         if ((ioflags & IO_ISDIRECT) && inode->i_mapping->nrpages) {
 298                 xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 299                 xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 300
 301                 if (inode->i_mapping->nrpages) {
 302                         ret = -xfs_flushinval_pages(ip,
 303                                         (iocb->ki_pos & PAGE_CACHE_MASK),
 304                                         -1, FI_REMAPF_LOCKED);
 305                         if (ret) {
 306                                 xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 307                                 return ret;
 308                         }
 309                 }
 310                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 311         }
 312
 313         trace_xfs_file_read(ip, size, iocb->ki_pos, ioflags);
 314
 315         ret = generic_file_aio_read(iocb, iovp, nr_segs, iocb->ki_pos);
 316         if (ret > 0)
 317                 XFS_STATS_ADD(xs_read_bytes, ret);
 318
 319         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 320         return ret;
 321 }
 322
 323 STATIC ssize_t
 324 xfs_file_splice_read(
 325         struct file             *infilp,
 326         loff_t                  *ppos,
 327         struct pipe_inode_info  *pipe,
 328         size_t                  count,
 329         unsigned int            flags)
 330 {
 331         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(infilp->f_mapping->host);
 332         int                     ioflags = 0;
 333         ssize_t                 ret;
 334
 335         XFS_STATS_INC(xs_read_calls);
 336
 337         if (infilp->f_mode & FMODE_NOCMTIME)
 338                 ioflags |= IO_INVIS;
 339
 340         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 341                 return -EIO;
 342
 343         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 344
 345         trace_xfs_file_splice_read(ip, count, *ppos, ioflags);
 346
 347         ret = generic_file_splice_read(infilp, ppos, pipe, count, flags);
 348         if (ret > 0)
 349                 XFS_STATS_ADD(xs_read_bytes, ret);
 350
 351         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 352         return ret;
 353 }
 354
 355 /*
 356  * xfs_file_splice_write() does not use xfs_rw_ilock() because
 357  * generic_file_splice_write() takes the i_mutex itself. This, in theory,
 358  * couuld cause lock inversions between the aio_write path and the splice path
 359  * if someone is doing concurrent splice(2) based writes and write(2) based
 360  * writes to the same inode. The only real way to fix this is to re-implement
 361  * the generic code here with correct locking orders.
 362  */
 363 STATIC ssize_t
 364 xfs_file_splice_write(
 365         struct pipe_inode_info  *pipe,
 366         struct file             *outfilp,
 367         loff_t                  *ppos,
 368         size_t                  count,
 369         unsigned int            flags)
 370 {
 371         struct inode            *inode = outfilp->f_mapping->host;
 372         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 373         int                     ioflags = 0;
 374         ssize_t                 ret;
 375
 376         XFS_STATS_INC(xs_write_calls);
 377
 378         if (outfilp->f_mode & FMODE_NOCMTIME)
 379                 ioflags |= IO_INVIS;
 380
 381         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 382                 return -EIO;
 383
 384         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 385
 386         trace_xfs_file_splice_write(ip, count, *ppos, ioflags);
 387
 388         ret = generic_file_splice_write(pipe, outfilp, ppos, count, flags);
 389         if (ret > 0)
 390                 XFS_STATS_ADD(xs_write_bytes, ret);
 391
 392         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 393         return ret;
 394 }
 395
 396 /*
 397  * This routine is called to handle zeroing any space in the last block of the
 398  * file that is beyond the EOF.  We do this since the size is being increased
 399  * without writing anything to that block and we don't want to read the
 400  * garbage on the disk.
 401  */
 402 STATIC int                              /* error (positive) */
 403 xfs_zero_last_block(
 404         struct xfs_inode        *ip,
 405         xfs_fsize_t             offset,
 406         xfs_fsize_t             isize)
 407 {
 408         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 409         xfs_fileoff_t           last_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, isize);
 410         int                     zero_offset = XFS_B_FSB_OFFSET(mp, isize);
 411         int                     zero_len;
 412         int                     nimaps = 1;
 413         int                     error = 0;
 414         struct xfs_bmbt_irec    imap;
 415
 416         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 417         error = xfs_bmapi_read(ip, last_fsb, 1, &imap, &nimaps, 0);
 418         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 419         if (error)
 420                 return error;
 421
 422         ASSERT(nimaps > 0);
 423
 424         /*
 425          * If the block underlying isize is just a hole, then there
 426          * is nothing to zero.
 427          */
 428         if (imap.br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
 429                 return 0;
 430
 431         zero_len = mp->m_sb.sb_blocksize - zero_offset;
 432         if (isize + zero_len > offset)
 433                 zero_len = offset - isize;
 434         return xfs_iozero(ip, isize, zero_len);
 435 }
 436
 437 /*
 438  * Zero any on disk space between the current EOF and the new, larger EOF.
 439  *
 440  * This handles the normal case of zeroing the remainder of the last block in
 441  * the file and the unusual case of zeroing blocks out beyond the size of the
 442  * file.  This second case only happens with fixed size extents and when the
 443  * system crashes before the inode size was updated but after blocks were
 444  * allocated.
 445  *
 446  * Expects the iolock to be held exclusive, and will take the ilock internally.
 447  */
 448 int                                     /* error (positive) */
 449 xfs_zero_eof(
 450         struct xfs_inode        *ip,
 451         xfs_off_t               offset,         /* starting I/O offset */
 452         xfs_fsize_t             isize)          /* current inode size */
 453 {
 454         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 455         xfs_fileoff_t           start_zero_fsb;
 456         xfs_fileoff_t           end_zero_fsb;
 457         xfs_fileoff_t           zero_count_fsb;
 458         xfs_fileoff_t           last_fsb;
 459         xfs_fileoff_t           zero_off;
 460         xfs_fsize_t             zero_len;
 461         int                     nimaps;
 462         int                     error = 0;
 463         struct xfs_bmbt_irec    imap;
 464
 465         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_IOLOCK_EXCL));
 466         ASSERT(offset > isize);
 467
 468         /*
 469          * First handle zeroing the block on which isize resides.
 470          *
 471          * We only zero a part of that block so it is handled specially.
 472          */
 473         if (XFS_B_FSB_OFFSET(mp, isize) != 0) {
 474                 error = xfs_zero_last_block(ip, offset, isize);
 475                 if (error)
 476                         return error;
 477         }
 478
 479         /*
 480          * Calculate the range between the new size and the old where blocks
 481          * needing to be zeroed may exist.
 482          *
 483          * To get the block where the last byte in the file currently resides,
 484          * we need to subtract one from the size and truncate back to a block
 485          * boundary.  We subtract 1 in case the size is exactly on a block
 486          * boundary.
 487          */
 488         last_fsb = isize ? XFS_B_TO_FSBT(mp, isize - 1) : (xfs_fileoff_t)-1;
 489         start_zero_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)isize);
 490         end_zero_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset - 1);
 491         ASSERT((xfs_sfiloff_t)last_fsb < (xfs_sfiloff_t)start_zero_fsb);
 492         if (last_fsb == end_zero_fsb) {
 493                 /*
 494                  * The size was only incremented on its last block.
 495                  * We took care of that above, so just return.
 496                  */
 497                 return 0;
 498         }
 499
 500         ASSERT(start_zero_fsb <= end_zero_fsb);
 501         while (start_zero_fsb <= end_zero_fsb) {
 502                 nimaps = 1;
 503                 zero_count_fsb = end_zero_fsb - start_zero_fsb + 1;
 504
 505                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 506                 error = xfs_bmapi_read(ip, start_zero_fsb, zero_count_fsb,
 507                                           &imap, &nimaps, 0);
 508                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 509                 if (error)
 510                         return error;
 511
 512                 ASSERT(nimaps > 0);
 513
 514                 if (imap.br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN ||
 515                     imap.br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
 516                         start_zero_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
 517                         ASSERT(start_zero_fsb <= (end_zero_fsb + 1));
 518                         continue;
 519                 }
 520
 521                 /*
 522                  * There are blocks we need to zero.
 523                  */
 524                 zero_off = XFS_FSB_TO_B(mp, start_zero_fsb);
 525                 zero_len = XFS_FSB_TO_B(mp, imap.br_blockcount);
 526
 527                 if ((zero_off + zero_len) > offset)
 528                         zero_len = offset - zero_off;
 529
 530                 error = xfs_iozero(ip, zero_off, zero_len);
 531                 if (error)
 532                         return error;
 533
 534                 start_zero_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
 535                 ASSERT(start_zero_fsb <= (end_zero_fsb + 1));
 536         }
 537
 538         return 0;
 539 }
 540
 541 /*
 542  * Common pre-write limit and setup checks.
 543  *
 544  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 545  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 546  * if called for a direct write beyond i_size.
 547  */
 548 STATIC ssize_t
 549 xfs_file_aio_write_checks(
 550         struct file             *file,
 551         loff_t                  *pos,
 552         size_t                  *count,
 553         int                     *iolock)
 554 {
 555         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 556         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 557         int                     error = 0;
 558
 559 restart:
 560         error = generic_write_checks(file, pos, count, S_ISBLK(inode->i_mode));
 561         if (error)
 562                 return error;
 563
 564         /*
 565          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 566          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 567          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
 568          * iolock shared, we need to update it to exclusive which implies
 569          * having to redo all checks before.
 570          */
 571         if (*pos > i_size_read(inode)) {
 572                 if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 573                         xfs_rw_iunlock(ip, *iolock);
 574                         *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 575                         xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
 576                         goto restart;
 577                 }
 578                 error = -xfs_zero_eof(ip, *pos, i_size_read(inode));
 579                 if (error)
 580                         return error;
 581         }
 582
 583         /*
 584          * Updating the timestamps will grab the ilock again from
 585          * xfs_fs_dirty_inode, so we have to call it after dropping the
 586          * lock above.  Eventually we should look into a way to avoid
 587          * the pointless lock roundtrip.
 588          */
 589         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))) {
 590                 error = file_update_time(file);
 591                 if (error)
 592                         return error;
 593         }
 594
 595         /*
 596          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
 597          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
 598          * people from modifying setuid and setgid binaries.
 599          */
 600         return file_remove_suid(file);
 601 }
 602
 603 /*
 604  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
 605  *
 606  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
 607  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
 608  * follow locking changes and looping.
 609  *
 610  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
 611  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
 612  * pages are flushed out.
 613  *
 614  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
 615  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
 616  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
 617  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
 618  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
 619  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
 620  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
 621  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
 622  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
 623  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
 624  *
 625  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
 626  * negative return values.
 627  */
 628 STATIC ssize_t
 629 xfs_file_dio_aio_write(
 630         struct kiocb            *iocb,
 631         const struct iovec      *iovp,
 632         unsigned long           nr_segs,
 633         loff_t                  pos,
 634         size_t                  ocount)
 635 {
 636         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 637         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 638         struct inode            *inode = mapping->host;
 639         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 640         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 641         ssize_t                 ret = 0;
 642         size_t                  count = ocount;
 643         int                     unaligned_io = 0;
 644         int                     iolock;
 645         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 646                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 647
 648         if ((pos & target->bt_smask) || (count & target->bt_smask))
 649                 return -XFS_ERROR(EINVAL);
 650
 651         if ((pos & mp->m_blockmask) || ((pos + count) & mp->m_blockmask))
 652                 unaligned_io = 1;
 653
 654         /*
 655          * We don't need to take an exclusive lock unless there page cache needs
 656          * to be invalidated or unaligned IO is being executed. We don't need to
 657          * consider the EOF extension case here because
 658          * xfs_file_aio_write_checks() will relock the inode as necessary for
 659          * EOF zeroing cases and fill out the new inode size as appropriate.
 660          */
 661         if (unaligned_io || mapping->nrpages)
 662                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 663         else
 664                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 665         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
 666
 667         /*
 668          * Recheck if there are cached pages that need invalidate after we got
 669          * the iolock to protect against other threads adding new pages while
 670          * we were waiting for the iolock.
 671          */
 672         if (mapping->nrpages && iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 673                 xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 674                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 675                 xfs_rw_ilock(ip, iolock);
 676         }
 677
 678         ret = xfs_file_aio_write_checks(file, &pos, &count, &iolock);
 679         if (ret)
 680                 goto out;
 681
 682         if (mapping->nrpages) {
 683                 ret = -xfs_flushinval_pages(ip, (pos & PAGE_CACHE_MASK), -1,
 684                                                         FI_REMAPF_LOCKED);
 685                 if (ret)
 686                         goto out;
 687         }
 688
 689         /*
 690          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
 691          * otherwise demote the lock if we had to flush cached pages
 692          */
 693         if (unaligned_io)
 694                 inode_dio_wait(inode);
 695         else if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 696                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 697                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 698         }
 699
 700         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos, 0);
 701         ret = generic_file_direct_write(iocb, iovp,
 702                         &nr_segs, pos, &iocb->ki_pos, count, ocount);
 703
 704 out:
 705         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 706
 707         /* No fallback to buffered IO on errors for XFS. */
 708         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
 709         return ret;
 710 }
 711
 712 STATIC ssize_t
 713 xfs_file_buffered_aio_write(
 714         struct kiocb            *iocb,
 715         const struct iovec      *iovp,
 716         unsigned long           nr_segs,
 717         loff_t                  pos,
 718         size_t                  ocount)
 719 {
 720         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 721         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 722         struct inode            *inode = mapping->host;
 723         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 724         ssize_t                 ret;
 725         int                     enospc = 0;
 726         int                     iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 727         size_t                  count = ocount;
 728
 729         xfs_rw_ilock(ip, iolock);
 730
 731         ret = xfs_file_aio_write_checks(file, &pos, &count, &iolock);
 732         if (ret)
 733                 goto out;
 734
 735         /* We can write back this queue in page reclaim */
 736         current->backing_dev_info = mapping->backing_dev_info;
 737
 738 write_retry:
 739         trace_xfs_file_buffered_write(ip, count, iocb->ki_pos, 0);
 740         ret = generic_file_buffered_write(iocb, iovp, nr_segs,
 741                         pos, &iocb->ki_pos, count, ret);
 742         /*
 743          * if we just got an ENOSPC, flush the inode now we aren't holding any
 744          * page locks and retry *once*
 745          */
 746         if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
 747                 enospc = 1;
 748                 ret = -xfs_flush_pages(ip, 0, -1, 0, FI_NONE);
 749                 if (!ret)
 750                         goto write_retry;
 751         }
 752
 753         current->backing_dev_info = NULL;
 754 out:
 755         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 756         return ret;
 757 }
 758
 759 STATIC ssize_t
 760 xfs_file_aio_write(
 761         struct kiocb            *iocb,
 762         const struct iovec      *iovp,
 763         unsigned long           nr_segs,
 764         loff_t                  pos)
 765 {
 766         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 767         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 768         struct inode            *inode = mapping->host;
 769         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 770         ssize_t                 ret;
 771         size_t                  ocount = 0;
 772
 773         XFS_STATS_INC(xs_write_calls);
 774
 775         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
 776
 777         ret = generic_segment_checks(iovp, &nr_segs, &ocount, VERIFY_READ);
 778         if (ret)
 779                 return ret;
 780
 781         if (ocount == 0)
 782                 return 0;
 783
 784         xfs_wait_for_freeze(ip->i_mount, SB_FREEZE_WRITE);
 785
 786         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 787                 return -EIO;
 788
 789         if (unlikely(file->f_flags & O_DIRECT))
 790                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, iovp, nr_segs, pos, ocount);
 791         else
 792                 ret = xfs_file_buffered_aio_write(iocb, iovp, nr_segs, pos,
 793                                                   ocount);
 794
 795         if (ret > 0) {
 796                 ssize_t err;
 797
 798                 XFS_STATS_ADD(xs_write_bytes, ret);
 799
 800                 /* Handle various SYNC-type writes */
 801                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
 802                 if (err < 0)
 803                         ret = err;
 804         }
 805
 806         return ret;
 807 }
 808
 809 STATIC long
 810 xfs_file_fallocate(
 811         struct file     *file,
 812         int             mode,
 813         loff_t          offset,
 814         loff_t          len)
 815 {
 816         struct inode    *inode = file->f_path.dentry->d_inode;
 817         long            error;
 818         loff_t          new_size = 0;
 819         xfs_flock64_t   bf;
 820         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
 821         int             cmd = XFS_IOC_RESVSP;
 822         int             attr_flags = XFS_ATTR_NOLOCK;
 823
 824         if (mode & ~(FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE))
 825                 return -EOPNOTSUPP;
 826
 827         bf.l_whence = 0;
 828         bf.l_start = offset;
 829         bf.l_len = len;
 830
 831         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 832
 833         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE)
 834                 cmd = XFS_IOC_UNRESVSP;
 835
 836         /* check the new inode size is valid before allocating */
 837         if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 838             offset + len > i_size_read(inode)) {
 839                 new_size = offset + len;
 840                 error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
 841                 if (error)
 842                         goto out_unlock;
 843         }
 844
 845         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 846                 attr_flags |= XFS_ATTR_SYNC;
 847
 848         error = -xfs_change_file_space(ip, cmd, &bf, 0, attr_flags);
 849         if (error)
 850                 goto out_unlock;
 851
 852         /* Change file size if needed */
 853         if (new_size) {
 854                 struct iattr iattr;
 855
 856                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
 857                 iattr.ia_size = new_size;
 858                 error = -xfs_setattr_size(ip, &iattr, XFS_ATTR_NOLOCK);
 859         }
 860
 861 out_unlock:
 862         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 863         return error;
 864 }
 865
 866
 867 STATIC int
 868 xfs_file_open(
 869         struct inode    *inode,
 870         struct file     *file)
 871 {
 872         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
 873                 return -EFBIG;
 874         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
 875                 return -EIO;
 876         return 0;
 877 }
 878
 879 STATIC int
 880 xfs_dir_open(
 881         struct inode    *inode,
 882         struct file     *file)
 883 {
 884         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
 885         int             mode;
 886         int             error;
 887
 888         error = xfs_file_open(inode, file);
 889         if (error)
 890                 return error;
 891
 892         /*
 893          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
 894          * certain to have the next operation be a read there.
 895          */
 896         mode = xfs_ilock_map_shared(ip);
 897         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
 898                 xfs_da_reada_buf(NULL, ip, 0, XFS_DATA_FORK);
 899         xfs_iunlock(ip, mode);
 900         return 0;
 901 }
 902
 903 STATIC int
 904 xfs_file_release(
 905         struct inode    *inode,
 906         struct file     *filp)
 907 {
 908         return -xfs_release(XFS_I(inode));
 909 }
 910
 911 STATIC int
 912 xfs_file_readdir(
 913         struct file     *filp,
 914         void            *dirent,
 915         filldir_t       filldir)
 916 {
 917         struct inode    *inode = filp->f_path.dentry->d_inode;
 918         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
 919         int             error;
 920         size_t          bufsize;
 921
 922         /*
 923          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
 924          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
 925          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
 926          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
 927          * readahead window and size the buffers used for mapping to
 928          * physical blocks.
 929          *
 930          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
 931          * point we can change the ->readdir prototype to include the
 932          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
 933          */
 934         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, 32768, ip->i_d.di_size);
 935
 936         error = xfs_readdir(ip, dirent, bufsize,
 937                                 (xfs_off_t *)&filp->f_pos, filldir);
 938         if (error)
 939                 return -error;
 940         return 0;
 941 }
 942
 943 STATIC int
 944 xfs_file_mmap(
 945         struct file     *filp,
 946         struct vm_area_struct *vma)
 947 {
 948         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
 949         vma->vm_flags |= VM_CAN_NONLINEAR;
 950
 951         file_accessed(filp);
 952         return 0;
 953 }
 954
 955 /*
 956  * mmap()d file has taken write protection fault and is being made
 957  * writable. We can set the page state up correctly for a writable
 958  * page, which means we can do correct delalloc accounting (ENOSPC
 959  * checking!) and unwritten extent mapping.
 960  */
 961 STATIC int
 962 xfs_vm_page_mkwrite(
 963         struct vm_area_struct   *vma,
 964         struct vm_fault         *vmf)
 965 {
 966         return block_page_mkwrite(vma, vmf, xfs_get_blocks);
 967 }
 968
 969 STATIC loff_t
 970 xfs_seek_data(
 971         struct file             *file,
 972         loff_t                  start,
 973         u32                     type)
 974 {
 975         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 976         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 977         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 978         struct xfs_bmbt_irec    map[2];
 979         int                     nmap = 2;
 980         loff_t                  uninitialized_var(offset);
 981         xfs_fsize_t             isize;
 982         xfs_fileoff_t           fsbno;
 983         xfs_filblks_t           end;
 984         uint                    lock;
 985         int                     error;
 986
 987         lock = xfs_ilock_map_shared(ip);
 988
 989         isize = i_size_read(inode);
 990         if (start >= isize) {
 991                 error = ENXIO;
 992                 goto out_unlock;
 993         }
 994
 995         fsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, start);
 996
 997         /*
 998          * Try to read extents from the first block indicated
 999          * by fsbno to the end block of the file.
1000          */
1001         end = XFS_B_TO_FSB(mp, isize);
1002
1003         error = xfs_bmapi_read(ip, fsbno, end - fsbno, map, &nmap,
1004                                XFS_BMAPI_ENTIRE);
1005         if (error)
1006                 goto out_unlock;
1007
1008         /*
1009          * Treat unwritten extent as data extent since it might
1010          * contains dirty data in page cache.
1011          */
1012         if (map[0].br_startblock != HOLESTARTBLOCK) {
1013                 offset = max_t(loff_t, start,
1014                                XFS_FSB_TO_B(mp, map[0].br_startoff));
1015         } else {
1016                 if (nmap == 1) {
1017                         error = ENXIO;
1018                         goto out_unlock;
1019                 }
1020
1021                 offset = max_t(loff_t, start,
1022                                XFS_FSB_TO_B(mp, map[1].br_startoff));
1023         }
1024
1025         if (offset != file->f_pos)
1026                 file->f_pos = offset;
1027
1028 out_unlock:
1029         xfs_iunlock_map_shared(ip, lock);
1030
1031         if (error)
1032                 return -error;
1033         return offset;
1034 }
1035
1036 STATIC loff_t
1037 xfs_seek_hole(
1038         struct file             *file,
1039         loff_t                  start,
1040         u32                     type)
1041 {
1042         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1043         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1044         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1045         loff_t                  uninitialized_var(offset);
1046         loff_t                  holeoff;
1047         xfs_fsize_t             isize;
1048         xfs_fileoff_t           fsbno;
1049         uint                    lock;
1050         int                     error;
1051
1052         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
1053                 return -XFS_ERROR(EIO);
1054
1055         lock = xfs_ilock_map_shared(ip);
1056
1057         isize = i_size_read(inode);
1058         if (start >= isize) {
1059                 error = ENXIO;
1060                 goto out_unlock;
1061         }
1062
1063         fsbno = XFS_B_TO_FSBT(mp, start);
1064         error = xfs_bmap_first_unused(NULL, ip, 1, &fsbno, XFS_DATA_FORK);
1065         if (error)
1066                 goto out_unlock;
1067
1068         holeoff = XFS_FSB_TO_B(mp, fsbno);
1069         if (holeoff <= start)
1070                 offset = start;
1071         else {
1072                 /*
1073                  * xfs_bmap_first_unused() could return a value bigger than
1074                  * isize if there are no more holes past the supplied offset.
1075                  */
1076                 offset = min_t(loff_t, holeoff, isize);
1077         }
1078
1079         if (offset != file->f_pos)
1080                 file->f_pos = offset;
1081
1082 out_unlock:
1083         xfs_iunlock_map_shared(ip, lock);
1084
1085         if (error)
1086                 return -error;
1087         return offset;
1088 }
1089
1090 STATIC loff_t
1091 xfs_file_llseek(
1092         struct file     *file,
1093         loff_t          offset,
1094         int             origin)
1095 {
1096         switch (origin) {
1097         case SEEK_END:
1098         case SEEK_CUR:
1099         case SEEK_SET:
1100                 return generic_file_llseek(file, offset, origin);
1101         case SEEK_DATA:
1102                 return xfs_seek_data(file, offset, origin);
1103         case SEEK_HOLE:
1104                 return xfs_seek_hole(file, offset, origin);
1105         default:
1106                 return -EINVAL;
1107         }
1108 }
1109
1110 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1111         .llseek         = xfs_file_llseek,
1112         .read           = do_sync_read,
1113         .write          = do_sync_write,
1114         .aio_read       = xfs_file_aio_read,
1115         .aio_write      = xfs_file_aio_write,
1116         .splice_read    = xfs_file_splice_read,
1117         .splice_write   = xfs_file_splice_write,
1118         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1119 #ifdef CONFIG_COMPAT
1120         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1121 #endif
1122         .mmap           = xfs_file_mmap,
1123         .open           = xfs_file_open,
1124         .release        = xfs_file_release,
1125         .fsync          = xfs_file_fsync,
1126         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1127 };
1128
1129 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1130         .open           = xfs_dir_open,
1131         .read           = generic_read_dir,
1132         .readdir        = xfs_file_readdir,
1133         .llseek         = generic_file_llseek,
1134         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1135 #ifdef CONFIG_COMPAT
1136         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1137 #endif
1138         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1139 };
1140
1141 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1142         .fault          = filemap_fault,
1143         .page_mkwrite   = xfs_vm_page_mkwrite,
1144 };