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 #include "xfs_file.h"
  28
  29 #include <linux/dax.h>
  30 #include <linux/falloc.h>
  31 #include <linux/backing-dev.h>
  32 #include <linux/mman.h>
  33 #include <linux/fadvise.h>
  34 #include <linux/mount.h>
  35
  36 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  37
  38 /*
  39  * Decide if the given file range is aligned to the size of the fundamental
  40  * allocation unit for the file.
  41  */
  42 bool
  43 xfs_is_falloc_aligned(
  44         struct xfs_inode        *ip,
  45         loff_t                  pos,
  46         long long int           len)
  47 {
  48         unsigned int            alloc_unit = xfs_inode_alloc_unitsize(ip);
  49
  50         if (!is_power_of_2(alloc_unit))
  51                 return isaligned_64(pos, alloc_unit) &&
  52                        isaligned_64(len, alloc_unit);
  53
  54         return !((pos | len) & (alloc_unit - 1));
  55 }
  56
  57 /*
  58  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
  59  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
  60  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
  61  * on directories either.
  62  */
  63 STATIC int
  64 xfs_dir_fsync(
  65         struct file             *file,
  66         loff_t                  start,
  67         loff_t                  end,
  68         int                     datasync)
  69 {
  70         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
  71
  72         trace_xfs_dir_fsync(ip);
  73         return xfs_log_force_inode(ip);
  74 }
  75
  76 static xfs_csn_t
  77 xfs_fsync_seq(
  78         struct xfs_inode        *ip,
  79         bool                    datasync)
  80 {
  81         if (!xfs_ipincount(ip))
  82                 return 0;
  83         if (datasync && !(ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
  84                 return 0;
  85         return ip->i_itemp->ili_commit_seq;
  86 }
  87
  88 /*
  89  * All metadata updates are logged, which means that we just have to flush the
  90  * log up to the latest LSN that touched the inode.
  91  *
  92  * If we have concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on
  93  * the log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures that
  94  * we don't get a racing sync operation that does not wait for the metadata to
  95  * hit the journal before returning.  If we race with clearing ili_fsync_fields,
  96  * then all that will happen is the log force will do nothing as the lsn will
  97  * already be on disk.  We can't race with setting ili_fsync_fields because that
  98  * is done under XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock
  99  * shared until after the ili_fsync_fields is cleared.
 100  */
 101 static  int
 102 xfs_fsync_flush_log(
 103         struct xfs_inode        *ip,
 104         bool                    datasync,
 105         int                     *log_flushed)
 106 {
 107         int                     error = 0;
 108         xfs_csn_t               seq;
 109
 110         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 111         seq = xfs_fsync_seq(ip, datasync);
 112         if (seq) {
 113                 error = xfs_log_force_seq(ip->i_mount, seq, XFS_LOG_SYNC,
 114                                           log_flushed);
 115
 116                 spin_lock(&ip->i_itemp->ili_lock);
 117                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 118                 spin_unlock(&ip->i_itemp->ili_lock);
 119         }
 120         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 121         return error;
 122 }
 123
 124 STATIC int
 125 xfs_file_fsync(
 126         struct file             *file,
 127         loff_t                  start,
 128         loff_t                  end,
 129         int                     datasync)
 130 {
 131         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
 132         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 133         int                     error, err2;
 134         int                     log_flushed = 0;
 135
 136         trace_xfs_file_fsync(ip);
 137
 138         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 139         if (error)
 140                 return error;
 141
 142         if (xfs_is_shutdown(mp))
 143                 return -EIO;
 144
 145         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 146
 147         /*
 148          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
 149          * the write cache the device used for file data first.  This is to
 150          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
 151          * inode size in case of an extending write.
 152          */
 153         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 154                 error = blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp->bt_bdev);
 155         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 156                 error = blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp->bt_bdev);
 157
 158         /*
 159          * Any inode that has dirty modifications in the log is pinned.  The
 160          * racy check here for a pinned inode will not catch modifications
 161          * that happen concurrently to the fsync call, but fsync semantics
 162          * only require to sync previously completed I/O.
 163          */
 164         if (xfs_ipincount(ip)) {
 165                 err2 = xfs_fsync_flush_log(ip, datasync, &log_flushed);
 166                 if (err2 && !error)
 167                         error = err2;
 168         }
 169
 170         /*
 171          * If we only have a single device, and the log force about was
 172          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 173          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 174          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 175          * commit.
 176          */
 177         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 178             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp) {
 179                 err2 = blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp->bt_bdev);
 180                 if (err2 && !error)
 181                         error = err2;
 182         }
 183
 184         return error;
 185 }
 186
 187 static int
 188 xfs_ilock_iocb(
 189         struct kiocb            *iocb,
 190         unsigned int            lock_mode)
 191 {
 192         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 193
 194         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 195                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, lock_mode))
 196                         return -EAGAIN;
 197         } else {
 198                 xfs_ilock(ip, lock_mode);
 199         }
 200
 201         return 0;
 202 }
 203
 204 static int
 205 xfs_ilock_iocb_for_write(
 206         struct kiocb            *iocb,
 207         unsigned int            *lock_mode)
 208 {
 209         ssize_t                 ret;
 210         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 211
 212         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, *lock_mode);
 213         if (ret)
 214                 return ret;
 215
 216         /*
 217          * If a reflink remap is in progress we always need to take the iolock
 218          * exclusively to wait for it to finish.
 219          */
 220         if (*lock_mode == XFS_IOLOCK_SHARED &&
 221             xfs_iflags_test(ip, XFS_IREMAPPING)) {
 222                 xfs_iunlock(ip, *lock_mode);
 223                 *lock_mode = XFS_IOLOCK_EXCL;
 224                 return xfs_ilock_iocb(iocb, *lock_mode);
 225         }
 226
 227         return 0;
 228 }
 229
 230 STATIC ssize_t
 231 xfs_file_dio_read(
 232         struct kiocb            *iocb,
 233         struct iov_iter         *to)
 234 {
 235         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 236         ssize_t                 ret;
 237
 238         trace_xfs_file_direct_read(iocb, to);
 239
 240         if (!iov_iter_count(to))
 241                 return 0; /* skip atime */
 242
 243         file_accessed(iocb->ki_filp);
 244
 245         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 246         if (ret)
 247                 return ret;
 248         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_read_iomap_ops, NULL, 0, NULL, 0);
 249         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 250
 251         return ret;
 252 }
 253
 254 static noinline ssize_t
 255 xfs_file_dax_read(
 256         struct kiocb            *iocb,
 257         struct iov_iter         *to)
 258 {
 259         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 260         ssize_t                 ret = 0;
 261
 262         trace_xfs_file_dax_read(iocb, to);
 263
 264         if (!iov_iter_count(to))
 265                 return 0; /* skip atime */
 266
 267         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 268         if (ret)
 269                 return ret;
 270         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_read_iomap_ops);
 271         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 272
 273         file_accessed(iocb->ki_filp);
 274         return ret;
 275 }
 276
 277 STATIC ssize_t
 278 xfs_file_buffered_read(
 279         struct kiocb            *iocb,
 280         struct iov_iter         *to)
 281 {
 282         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 283         ssize_t                 ret;
 284
 285         trace_xfs_file_buffered_read(iocb, to);
 286
 287         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 288         if (ret)
 289                 return ret;
 290         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 291         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 292
 293         return ret;
 294 }
 295
 296 STATIC ssize_t
 297 xfs_file_read_iter(
 298         struct kiocb            *iocb,
 299         struct iov_iter         *to)
 300 {
 301         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 302         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 303         ssize_t                 ret = 0;
 304
 305         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 306
 307         if (xfs_is_shutdown(mp))
 308                 return -EIO;
 309
 310         if (IS_DAX(inode))
 311                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 312         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 313                 ret = xfs_file_dio_read(iocb, to);
 314         else
 315                 ret = xfs_file_buffered_read(iocb, to);
 316
 317         if (ret > 0)
 318                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 319         return ret;
 320 }
 321
 322 STATIC ssize_t
 323 xfs_file_splice_read(
 324         struct file             *in,
 325         loff_t                  *ppos,
 326         struct pipe_inode_info  *pipe,
 327         size_t                  len,
 328         unsigned int            flags)
 329 {
 330         struct inode            *inode = file_inode(in);
 331         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 332         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 333         ssize_t                 ret = 0;
 334
 335         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 336
 337         if (xfs_is_shutdown(mp))
 338                 return -EIO;
 339
 340         trace_xfs_file_splice_read(ip, *ppos, len);
 341
 342         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 343         ret = filemap_splice_read(in, ppos, pipe, len, flags);
 344         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 345         if (ret > 0)
 346                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 347         return ret;
 348 }
 349
 350 /*
 351  * Take care of zeroing post-EOF blocks when they might exist.
 352  *
 353  * Returns 0 if successfully, a negative error for a failure, or 1 if this
 354  * function dropped the iolock and reacquired it exclusively and the caller
 355  * needs to restart the write sanity checks.
 356  */
 357 static ssize_t
 358 xfs_file_write_zero_eof(
 359         struct kiocb            *iocb,
 360         struct iov_iter         *from,
 361         unsigned int            *iolock,
 362         size_t                  count,
 363         bool                    *drained_dio)
 364 {
 365         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 366         loff_t                  isize;
 367         int                     error;
 368
 369         /*
 370          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO completions
 371          * here. We want to make sure that nobody is changing the size while
 372          * we do this check until we have placed an IO barrier (i.e. hold
 373          * XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.  The
 374          * spinlock effectively forms a memory barrier once we have
 375          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value and
 376          * hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 377          */
 378         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 379         isize = i_size_read(VFS_I(ip));
 380         if (iocb->ki_pos <= isize) {
 381                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 382                 return 0;
 383         }
 384         spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 385
 386         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 387                 return -EAGAIN;
 388
 389         if (!*drained_dio) {
 390                 /*
 391                  * If zeroing is needed and we are currently holding the iolock
 392                  * shared, we need to update it to exclusive which implies
 393                  * having to redo all checks before.
 394                  */
 395                 if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 396                         xfs_iunlock(ip, *iolock);
 397                         *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 398                         xfs_ilock(ip, *iolock);
 399                         iov_iter_reexpand(from, count);
 400                 }
 401
 402                 /*
 403                  * We now have an IO submission barrier in place, but AIO can do
 404                  * EOF updates during IO completion and hence we now need to
 405                  * wait for all of them to drain.  Non-AIO DIO will have drained
 406                  * before we are given the XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most
 407                  * cases this wait is a no-op.
 408                  */
 409                 inode_dio_wait(VFS_I(ip));
 410                 *drained_dio = true;
 411                 return 1;
 412         }
 413
 414         trace_xfs_zero_eof(ip, isize, iocb->ki_pos - isize);
 415
 416         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 417         error = xfs_zero_range(ip, isize, iocb->ki_pos - isize, NULL);
 418         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 419
 420         return error;
 421 }
 422
 423 /*
 424  * Common pre-write limit and setup checks.
 425  *
 426  * Called with the iolock held either shared and exclusive according to
 427  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 428  * if called for a direct write beyond i_size.
 429  */
 430 STATIC ssize_t
 431 xfs_file_write_checks(
 432         struct kiocb            *iocb,
 433         struct iov_iter         *from,
 434         unsigned int            *iolock)
 435 {
 436         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 437         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 438         bool                    drained_dio = false;
 439         ssize_t                 error;
 440
 441 restart:
 442         error = generic_write_checks(iocb, from);
 443         if (error <= 0)
 444                 return error;
 445
 446         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 447                 error = break_layout(inode, false);
 448                 if (error == -EWOULDBLOCK)
 449                         error = -EAGAIN;
 450         } else {
 451                 error = xfs_break_layouts(inode, iolock, BREAK_WRITE);
 452         }
 453
 454         if (error)
 455                 return error;
 456
 457         /*
 458          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
 459          * exclusively.
 460          */
 461         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 462                 xfs_iunlock(XFS_I(inode), *iolock);
 463                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 464                 error = xfs_ilock_iocb(iocb, *iolock);
 465                 if (error) {
 466                         *iolock = 0;
 467                         return error;
 468                 }
 469                 goto restart;
 470         }
 471
 472         /*
 473          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero all
 474          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 475          * write.
 476          *
 477          * We can do an unlocked check for i_size here safely as I/O completion
 478          * can only extend EOF.  Truncate is locked out at this point, so the
 479          * EOF can not move backwards, only forwards. Hence we only need to take
 480          * the slow path when we are at or beyond the current EOF.
 481          */
 482         if (iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 483                 error = xfs_file_write_zero_eof(iocb, from, iolock, count,
 484                                 &drained_dio);
 485                 if (error == 1)
 486                         goto restart;
 487                 if (error)
 488                         return error;
 489         }
 490
 491         return kiocb_modified(iocb);
 492 }
 493
 494 static int
 495 xfs_dio_write_end_io(
 496         struct kiocb            *iocb,
 497         ssize_t                 size,
 498         int                     error,
 499         unsigned                flags)
 500 {
 501         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 502         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 503         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
 504         unsigned int            nofs_flag;
 505
 506         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
 507
 508         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount))
 509                 return -EIO;
 510
 511         if (error)
 512                 return error;
 513         if (!size)
 514                 return 0;
 515
 516         /*
 517          * Capture amount written on completion as we can't reliably account
 518          * for it on submission.
 519          */
 520         XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, size);
 521
 522         /*
 523          * We can allocate memory here while doing writeback on behalf of
 524          * memory reclaim.  To avoid memory allocation deadlocks set the
 525          * task-wide nofs context for the following operations.
 526          */
 527         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
 528
 529         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
 530                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
 531                 if (error)
 532                         goto out;
 533         }
 534
 535         /*
 536          * Unwritten conversion updates the in-core isize after extent
 537          * conversion but before updating the on-disk size. Updating isize any
 538          * earlier allows a racing dio read to find unwritten extents before
 539          * they are converted.
 540          */
 541         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN) {
 542                 error = xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, true);
 543                 goto out;
 544         }
 545
 546         /*
 547          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
 548          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
 549          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
 550          * if necessary.
 551          *
 552          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
 553          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
 554          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
 555          * that occurs.
 556          *
 557          * As IO completion only ever extends EOF, we can do an unlocked check
 558          * here to avoid taking the spinlock. If we land within the current EOF,
 559          * then we do not need to do an extending update at all, and we don't
 560          * need to take the lock to check this. If we race with an update moving
 561          * EOF, then we'll either still be beyond EOF and need to take the lock,
 562          * or we'll be within EOF and we don't need to take it at all.
 563          */
 564         if (offset + size <= i_size_read(inode))
 565                 goto out;
 566
 567         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 568         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
 569                 i_size_write(inode, offset + size);
 570                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 571                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
 572         } else {
 573                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 574         }
 575
 576 out:
 577         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
 578         return error;
 579 }
 580
 581 static const struct iomap_dio_ops xfs_dio_write_ops = {
 582         .end_io         = xfs_dio_write_end_io,
 583 };
 584
 585 /*
 586  * Handle block aligned direct I/O writes
 587  */
 588 static noinline ssize_t
 589 xfs_file_dio_write_aligned(
 590         struct xfs_inode        *ip,
 591         struct kiocb            *iocb,
 592         struct iov_iter         *from)
 593 {
 594         unsigned int            iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 595         ssize_t                 ret;
 596
 597         ret = xfs_ilock_iocb_for_write(iocb, &iolock);
 598         if (ret)
 599                 return ret;
 600         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 601         if (ret)
 602                 goto out_unlock;
 603
 604         /*
 605          * We don't need to hold the IOLOCK exclusively across the IO, so demote
 606          * the iolock back to shared if we had to take the exclusive lock in
 607          * xfs_file_write_checks() for other reasons.
 608          */
 609         if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 610                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 611                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 612         }
 613         trace_xfs_file_direct_write(iocb, from);
 614         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_direct_write_iomap_ops,
 615                            &xfs_dio_write_ops, 0, NULL, 0);
 616 out_unlock:
 617         if (iolock)
 618                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 619         return ret;
 620 }
 621
 622 /*
 623  * Handle block unaligned direct I/O writes
 624  *
 625  * In most cases direct I/O writes will be done holding IOLOCK_SHARED, allowing
 626  * them to be done in parallel with reads and other direct I/O writes.  However,
 627  * if the I/O is not aligned to filesystem blocks, the direct I/O layer may need
 628  * to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other direct
 629  * I/O to the same block.  In this case we need to serialise the submission of
 630  * the unaligned I/O so that we don't get racing block zeroing in the dio layer.
 631  * In the case where sub-block zeroing is not required, we can do concurrent
 632  * sub-block dios to the same block successfully.
 633  *
 634  * Optimistically submit the I/O using the shared lock first, but use the
 635  * IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY flag to tell the lower layers to return -EAGAIN
 636  * if block allocation or partial block zeroing would be required.  In that case
 637  * we try again with the exclusive lock.
 638  */
 639 static noinline ssize_t
 640 xfs_file_dio_write_unaligned(
 641         struct xfs_inode        *ip,
 642         struct kiocb            *iocb,
 643         struct iov_iter         *from)
 644 {
 645         size_t                  isize = i_size_read(VFS_I(ip));
 646         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 647         unsigned int            iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 648         unsigned int            flags = IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY;
 649         ssize_t                 ret;
 650
 651         /*
 652          * Extending writes need exclusivity because of the sub-block zeroing
 653          * that the DIO code always does for partial tail blocks beyond EOF, so
 654          * don't even bother trying the fast path in this case.
 655          */
 656         if (iocb->ki_pos > isize || iocb->ki_pos + count >= isize) {
 657                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 658                         return -EAGAIN;
 659 retry_exclusive:
 660                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 661                 flags = IOMAP_DIO_FORCE_WAIT;
 662         }
 663
 664         ret = xfs_ilock_iocb_for_write(iocb, &iolock);
 665         if (ret)
 666                 return ret;
 667
 668         /*
 669          * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink files yet,
 670          * as we can't unshare a partial block.
 671          */
 672         if (xfs_is_cow_inode(ip)) {
 673                 trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(iocb, from);
 674                 ret = -ENOTBLK;
 675                 goto out_unlock;
 676         }
 677
 678         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 679         if (ret)
 680                 goto out_unlock;
 681
 682         /*
 683          * If we are doing exclusive unaligned I/O, this must be the only I/O
 684          * in-flight.  Otherwise we risk data corruption due to unwritten extent
 685          * conversions from the AIO end_io handler.  Wait for all other I/O to
 686          * drain first.
 687          */
 688         if (flags & IOMAP_DIO_FORCE_WAIT)
 689                 inode_dio_wait(VFS_I(ip));
 690
 691         trace_xfs_file_direct_write(iocb, from);
 692         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_direct_write_iomap_ops,
 693                            &xfs_dio_write_ops, flags, NULL, 0);
 694
 695         /*
 696          * Retry unaligned I/O with exclusive blocking semantics if the DIO
 697          * layer rejected it for mapping or locking reasons. If we are doing
 698          * nonblocking user I/O, propagate the error.
 699          */
 700         if (ret == -EAGAIN && !(iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)) {
 701                 ASSERT(flags & IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY);
 702                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 703                 goto retry_exclusive;
 704         }
 705
 706 out_unlock:
 707         if (iolock)
 708                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 709         return ret;
 710 }
 711
 712 static ssize_t
 713 xfs_file_dio_write(
 714         struct kiocb            *iocb,
 715         struct iov_iter         *from)
 716 {
 717         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 718         struct xfs_buftarg      *target = xfs_inode_buftarg(ip);
 719         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 720
 721         /* direct I/O must be aligned to device logical sector size */
 722         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 723                 return -EINVAL;
 724         if ((iocb->ki_pos | count) & ip->i_mount->m_blockmask)
 725                 return xfs_file_dio_write_unaligned(ip, iocb, from);
 726         return xfs_file_dio_write_aligned(ip, iocb, from);
 727 }
 728
 729 static noinline ssize_t
 730 xfs_file_dax_write(
 731         struct kiocb            *iocb,
 732         struct iov_iter         *from)
 733 {
 734         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 735         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 736         unsigned int            iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 737         ssize_t                 ret, error = 0;
 738         loff_t                  pos;
 739
 740         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 741         if (ret)
 742                 return ret;
 743         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 744         if (ret)
 745                 goto out;
 746
 747         pos = iocb->ki_pos;
 748
 749         trace_xfs_file_dax_write(iocb, from);
 750         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_dax_write_iomap_ops);
 751         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 752                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 753                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 754         }
 755 out:
 756         if (iolock)
 757                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 758         if (error)
 759                 return error;
 760
 761         if (ret > 0) {
 762                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 763
 764                 /* Handle various SYNC-type writes */
 765                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 766         }
 767         return ret;
 768 }
 769
 770 STATIC ssize_t
 771 xfs_file_buffered_write(
 772         struct kiocb            *iocb,
 773         struct iov_iter         *from)
 774 {
 775         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 776         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 777         ssize_t                 ret;
 778         bool                    cleared_space = false;
 779         unsigned int            iolock;
 780
 781 write_retry:
 782         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 783         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 784         if (ret)
 785                 return ret;
 786
 787         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 788         if (ret)
 789                 goto out;
 790
 791         trace_xfs_file_buffered_write(iocb, from);
 792         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from,
 793                         &xfs_buffered_write_iomap_ops, NULL);
 794
 795         /*
 796          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 797          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 798          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 799          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 800          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 801          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 802          * running at the same time.  Use a synchronous scan to increase the
 803          * effectiveness of the scan.
 804          */
 805         if (ret == -EDQUOT && !cleared_space) {
 806                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 807                 xfs_blockgc_free_quota(ip, XFS_ICWALK_FLAG_SYNC);
 808                 cleared_space = true;
 809                 goto write_retry;
 810         } else if (ret == -ENOSPC && !cleared_space) {
 811                 struct xfs_icwalk       icw = {0};
 812
 813                 cleared_space = true;
 814                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 815
 816                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 817                 icw.icw_flags = XFS_ICWALK_FLAG_SYNC;
 818                 xfs_blockgc_free_space(ip->i_mount, &icw);
 819                 goto write_retry;
 820         }
 821
 822 out:
 823         if (iolock)
 824                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 825
 826         if (ret > 0) {
 827                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 828                 /* Handle various SYNC-type writes */
 829                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 830         }
 831         return ret;
 832 }
 833
 834 STATIC ssize_t
 835 xfs_file_write_iter(
 836         struct kiocb            *iocb,
 837         struct iov_iter         *from)
 838 {
 839         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 840         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 841         ssize_t                 ret;
 842         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 843
 844         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 845
 846         if (ocount == 0)
 847                 return 0;
 848
 849         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount))
 850                 return -EIO;
 851
 852         if (IS_DAX(inode))
 853                 return xfs_file_dax_write(iocb, from);
 854
 855         if (iocb->ki_flags & IOCB_ATOMIC) {
 856                 /*
 857                  * Currently only atomic writing of a single FS block is
 858                  * supported. It would be possible to atomic write smaller than
 859                  * a FS block, but there is no requirement to support this.
 860                  * Note that iomap also does not support this yet.
 861                  */
 862                 if (ocount != ip->i_mount->m_sb.sb_blocksize)
 863                         return -EINVAL;
 864                 ret = generic_atomic_write_valid(iocb, from);
 865                 if (ret)
 866                         return ret;
 867         }
 868
 869         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 870                 /*
 871                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 872                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 873                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 874                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 875                  */
 876                 ret = xfs_file_dio_write(iocb, from);
 877                 if (ret != -ENOTBLK)
 878                         return ret;
 879         }
 880
 881         return xfs_file_buffered_write(iocb, from);
 882 }
 883
 884 /* Does this file, inode, or mount want synchronous writes? */
 885 static inline bool xfs_file_sync_writes(struct file *filp)
 886 {
 887         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(filp));
 888
 889         if (xfs_has_wsync(ip->i_mount))
 890                 return true;
 891         if (filp->f_flags & (__O_SYNC | O_DSYNC))
 892                 return true;
 893         if (IS_SYNC(file_inode(filp)))
 894                 return true;
 895
 896         return false;
 897 }
 898
 899 static int
 900 xfs_falloc_newsize(
 901         struct file             *file,
 902         int                     mode,
 903         loff_t                  offset,
 904         loff_t                  len,
 905         loff_t                  *new_size)
 906 {
 907         struct inode            *inode = file_inode(file);
 908
 909         if ((mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) || offset + len <= i_size_read(inode))
 910                 return 0;
 911         *new_size = offset + len;
 912         return inode_newsize_ok(inode, *new_size);
 913 }
 914
 915 static int
 916 xfs_falloc_setsize(
 917         struct file             *file,
 918         loff_t                  new_size)
 919 {
 920         struct iattr iattr = {
 921                 .ia_valid       = ATTR_SIZE,
 922                 .ia_size        = new_size,
 923         };
 924
 925         if (!new_size)
 926                 return 0;
 927         return xfs_vn_setattr_size(file_mnt_idmap(file), file_dentry(file),
 928                         &iattr);
 929 }
 930
 931 static int
 932 xfs_falloc_collapse_range(
 933         struct file             *file,
 934         loff_t                  offset,
 935         loff_t                  len)
 936 {
 937         struct inode            *inode = file_inode(file);
 938         loff_t                  new_size = i_size_read(inode) - len;
 939         int                     error;
 940
 941         if (!xfs_is_falloc_aligned(XFS_I(inode), offset, len))
 942                 return -EINVAL;
 943
 944         /*
 945          * There is no need to overlap collapse range with EOF, in which case it
 946          * is effectively a truncate operation
 947          */
 948         if (offset + len >= i_size_read(inode))
 949                 return -EINVAL;
 950
 951         error = xfs_collapse_file_space(XFS_I(inode), offset, len);
 952         if (error)
 953                 return error;
 954         return xfs_falloc_setsize(file, new_size);
 955 }
 956
 957 static int
 958 xfs_falloc_insert_range(
 959         struct file             *file,
 960         loff_t                  offset,
 961         loff_t                  len)
 962 {
 963         struct inode            *inode = file_inode(file);
 964         loff_t                  isize = i_size_read(inode);
 965         int                     error;
 966
 967         if (!xfs_is_falloc_aligned(XFS_I(inode), offset, len))
 968                 return -EINVAL;
 969
 970         /*
 971          * New inode size must not exceed ->s_maxbytes, accounting for
 972          * possible signed overflow.
 973          */
 974         if (inode->i_sb->s_maxbytes - isize < len)
 975                 return -EFBIG;
 976
 977         /* Offset should be less than i_size */
 978         if (offset >= isize)
 979                 return -EINVAL;
 980
 981         error = xfs_falloc_setsize(file, isize + len);
 982         if (error)
 983                 return error;
 984
 985         /*
 986          * Perform hole insertion now that the file size has been updated so
 987          * that if we crash during the operation we don't leave shifted extents
 988          * past EOF and hence losing access to the data that is contained within
 989          * them.
 990          */
 991         return xfs_insert_file_space(XFS_I(inode), offset, len);
 992 }
 993
 994 /*
 995  * Punch a hole and prealloc the range.  We use a hole punch rather than
 996  * unwritten extent conversion for two reasons:
 997  *
 998  *   1.) Hole punch handles partial block zeroing for us.
 999  *   2.) If prealloc returns ENOSPC, the file range is still zero-valued by
1000  *       virtue of the hole punch.
1001  */
1002 static int
1003 xfs_falloc_zero_range(
1004         struct file             *file,
1005         int                     mode,
1006         loff_t                  offset,
1007         loff_t                  len)
1008 {
1009         struct inode            *inode = file_inode(file);
1010         unsigned int            blksize = i_blocksize(inode);
1011         loff_t                  new_size = 0;
1012         int                     error;
1013
1014         trace_xfs_zero_file_space(XFS_I(inode));
1015
1016         error = xfs_falloc_newsize(file, mode, offset, len, &new_size);
1017         if (error)
1018                 return error;
1019
1020         error = xfs_free_file_space(XFS_I(inode), offset, len);
1021         if (error)
1022                 return error;
1023
1024         len = round_up(offset + len, blksize) - round_down(offset, blksize);
1025         offset = round_down(offset, blksize);
1026         error = xfs_alloc_file_space(XFS_I(inode), offset, len);
1027         if (error)
1028                 return error;
1029         return xfs_falloc_setsize(file, new_size);
1030 }
1031
1032 static int
1033 xfs_falloc_unshare_range(
1034         struct file             *file,
1035         int                     mode,
1036         loff_t                  offset,
1037         loff_t                  len)
1038 {
1039         struct inode            *inode = file_inode(file);
1040         loff_t                  new_size = 0;
1041         int                     error;
1042
1043         error = xfs_falloc_newsize(file, mode, offset, len, &new_size);
1044         if (error)
1045                 return error;
1046
1047         error = xfs_reflink_unshare(XFS_I(inode), offset, len);
1048         if (error)
1049                 return error;
1050
1051         error = xfs_alloc_file_space(XFS_I(inode), offset, len);
1052         if (error)
1053                 return error;
1054         return xfs_falloc_setsize(file, new_size);
1055 }
1056
1057 static int
1058 xfs_falloc_allocate_range(
1059         struct file             *file,
1060         int                     mode,
1061         loff_t                  offset,
1062         loff_t                  len)
1063 {
1064         struct inode            *inode = file_inode(file);
1065         loff_t                  new_size = 0;
1066         int                     error;
1067
1068         /*
1069          * If always_cow mode we can't use preallocations and thus should not
1070          * create them.
1071          */
1072         if (xfs_is_always_cow_inode(XFS_I(inode)))
1073                 return -EOPNOTSUPP;
1074
1075         error = xfs_falloc_newsize(file, mode, offset, len, &new_size);
1076         if (error)
1077                 return error;
1078
1079         error = xfs_alloc_file_space(XFS_I(inode), offset, len);
1080         if (error)
1081                 return error;
1082         return xfs_falloc_setsize(file, new_size);
1083 }
1084
1085 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
1086                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
1087                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
1088                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
1089
1090 STATIC long
1091 xfs_file_fallocate(
1092         struct file             *file,
1093         int                     mode,
1094         loff_t                  offset,
1095         loff_t                  len)
1096 {
1097         struct inode            *inode = file_inode(file);
1098         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1099         long                    error;
1100         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_MMAPLOCK_EXCL;
1101
1102         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
1103                 return -EINVAL;
1104         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
1105                 return -EOPNOTSUPP;
1106
1107         xfs_ilock(ip, iolock);
1108         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, BREAK_UNMAP);
1109         if (error)
1110                 goto out_unlock;
1111
1112         /*
1113          * Must wait for all AIO to complete before we continue as AIO can
1114          * change the file size on completion without holding any locks we
1115          * currently hold. We must do this first because AIO can update both
1116          * the on disk and in memory inode sizes, and the operations that follow
1117          * require the in-memory size to be fully up-to-date.
1118          */
1119         inode_dio_wait(inode);
1120
1121         error = file_modified(file);
1122         if (error)
1123                 goto out_unlock;
1124
1125         switch (mode & FALLOC_FL_MODE_MASK) {
1126         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE:
1127                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
1128                 break;
1129         case FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE:
1130                 error = xfs_falloc_collapse_range(file, offset, len);
1131                 break;
1132         case FALLOC_FL_INSERT_RANGE:
1133                 error = xfs_falloc_insert_range(file, offset, len);
1134                 break;
1135         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
1136                 error = xfs_falloc_zero_range(file, mode, offset, len);
1137                 break;
1138         case FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE:
1139                 error = xfs_falloc_unshare_range(file, mode, offset, len);
1140                 break;
1141         case FALLOC_FL_ALLOCATE_RANGE:
1142                 error = xfs_falloc_allocate_range(file, mode, offset, len);
1143                 break;
1144         default:
1145                 error = -EOPNOTSUPP;
1146                 break;
1147         }
1148
1149         if (!error && xfs_file_sync_writes(file))
1150                 error = xfs_log_force_inode(ip);
1151
1152 out_unlock:
1153         xfs_iunlock(ip, iolock);
1154         return error;
1155 }
1156
1157 STATIC int
1158 xfs_file_fadvise(
1159         struct file     *file,
1160         loff_t          start,
1161         loff_t          end,
1162         int             advice)
1163 {
1164         struct xfs_inode *ip = XFS_I(file_inode(file));
1165         int ret;
1166         int lockflags = 0;
1167
1168         /*
1169          * Operations creating pages in page cache need protection from hole
1170          * punching and similar ops
1171          */
1172         if (advice == POSIX_FADV_WILLNEED) {
1173                 lockflags = XFS_IOLOCK_SHARED;
1174                 xfs_ilock(ip, lockflags);
1175         }
1176         ret = generic_fadvise(file, start, end, advice);
1177         if (lockflags)
1178                 xfs_iunlock(ip, lockflags);
1179         return ret;
1180 }
1181
1182 STATIC loff_t
1183 xfs_file_remap_range(
1184         struct file             *file_in,
1185         loff_t                  pos_in,
1186         struct file             *file_out,
1187         loff_t                  pos_out,
1188         loff_t                  len,
1189         unsigned int            remap_flags)
1190 {
1191         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1192         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1193         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1194         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1195         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
1196         loff_t                  remapped = 0;
1197         xfs_extlen_t            cowextsize;
1198         int                     ret;
1199
1200         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
1201                 return -EINVAL;
1202
1203         if (!xfs_has_reflink(mp))
1204                 return -EOPNOTSUPP;
1205
1206         if (xfs_is_shutdown(mp))
1207                 return -EIO;
1208
1209         /* Prepare and then clone file data. */
1210         ret = xfs_reflink_remap_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1211                         &len, remap_flags);
1212         if (ret || len == 0)
1213                 return ret;
1214
1215         trace_xfs_reflink_remap_range(src, pos_in, len, dest, pos_out);
1216
1217         ret = xfs_reflink_remap_blocks(src, pos_in, dest, pos_out, len,
1218                         &remapped);
1219         if (ret)
1220                 goto out_unlock;
1221
1222         /*
1223          * Carry the cowextsize hint from src to dest if we're sharing the
1224          * entire source file to the entire destination file, the source file
1225          * has a cowextsize hint, and the destination file does not.
1226          */
1227         cowextsize = 0;
1228         if (pos_in == 0 && len == i_size_read(inode_in) &&
1229             (src->i_diflags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE) &&
1230             pos_out == 0 && len >= i_size_read(inode_out) &&
1231             !(dest->i_diflags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE))
1232                 cowextsize = src->i_cowextsize;
1233
1234         ret = xfs_reflink_update_dest(dest, pos_out + len, cowextsize,
1235                         remap_flags);
1236         if (ret)
1237                 goto out_unlock;
1238
1239         if (xfs_file_sync_writes(file_in) || xfs_file_sync_writes(file_out))
1240                 xfs_log_force_inode(dest);
1241 out_unlock:
1242         xfs_iunlock2_remapping(src, dest);
1243         if (ret)
1244                 trace_xfs_reflink_remap_range_error(dest, ret, _RET_IP_);
1245         /*
1246          * If the caller did not set CAN_SHORTEN, then it is not prepared to
1247          * handle partial results -- either the whole remap succeeds, or we
1248          * must say why it did not.  In this case, any error should be returned
1249          * to the caller.
1250          */
1251         if (ret && remapped < len && !(remap_flags & REMAP_FILE_CAN_SHORTEN))
1252                 return ret;
1253         return remapped > 0 ? remapped : ret;
1254 }
1255
1256 STATIC int
1257 xfs_file_open(
1258         struct inode    *inode,
1259         struct file     *file)
1260 {
1261         if (xfs_is_shutdown(XFS_M(inode->i_sb)))
1262                 return -EIO;
1263         file->f_mode |= FMODE_NOWAIT | FMODE_CAN_ODIRECT;
1264         if (xfs_inode_can_atomicwrite(XFS_I(inode)))
1265                 file->f_mode |= FMODE_CAN_ATOMIC_WRITE;
1266         return generic_file_open(inode, file);
1267 }
1268
1269 STATIC int
1270 xfs_dir_open(
1271         struct inode    *inode,
1272         struct file     *file)
1273 {
1274         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1275         unsigned int    mode;
1276         int             error;
1277
1278         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount))
1279                 return -EIO;
1280         error = generic_file_open(inode, file);
1281         if (error)
1282                 return error;
1283
1284         /*
1285          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1286          * certain to have the next operation be a read there.
1287          */
1288         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1289         if (ip->i_df.if_nextents > 0)
1290                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, 0);
1291         xfs_iunlock(ip, mode);
1292         return error;
1293 }
1294
1295 /*
1296  * Don't bother propagating errors.  We're just doing cleanup, and the caller
1297  * ignores the return value anyway.
1298  */
1299 STATIC int
1300 xfs_file_release(
1301         struct inode            *inode,
1302         struct file             *file)
1303 {
1304         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1305         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
1306
1307         /*
1308          * If this is a read-only mount or the file system has been shut down,
1309          * don't generate I/O.
1310          */
1311         if (xfs_is_readonly(mp) || xfs_is_shutdown(mp))
1312                 return 0;
1313
1314         /*
1315          * If we previously truncated this file and removed old data in the
1316          * process, we want to initiate "early" writeout on the last close.
1317          * This is an attempt to combat the notorious NULL files problem which
1318          * is particularly noticeable from a truncate down, buffered (re-)write
1319          * (delalloc), followed by a crash.  What we are effectively doing here
1320          * is significantly reducing the time window where we'd otherwise be
1321          * exposed to that problem.
1322          */
1323         if (xfs_iflags_test_and_clear(ip, XFS_ITRUNCATED)) {
1324                 xfs_iflags_clear(ip, XFS_EOFBLOCKS_RELEASED);
1325                 if (ip->i_delayed_blks > 0)
1326                         filemap_flush(inode->i_mapping);
1327         }
1328
1329         /*
1330          * XFS aggressively preallocates post-EOF space to generate contiguous
1331          * allocations for writers that append to the end of the file.
1332          *
1333          * To support workloads that close and reopen the file frequently, these
1334          * preallocations usually persist after a close unless it is the first
1335          * close for the inode.  This is a tradeoff to generate tightly packed
1336          * data layouts for unpacking tarballs or similar archives that write
1337          * one file after another without going back to it while keeping the
1338          * preallocation for files that have recurring open/write/close cycles.
1339          *
1340          * This heuristic is skipped for inodes with the append-only flag as
1341          * that flag is rather pointless for inodes written only once.
1342          *
1343          * There is no point in freeing blocks here for open but unlinked files
1344          * as they will be taken care of by the inactivation path soon.
1345          *
1346          * When releasing a read-only context, don't flush data or trim post-EOF
1347          * blocks.  This avoids open/read/close workloads from removing EOF
1348          * blocks that other writers depend upon to reduce fragmentation.
1349          *
1350          * If we can't get the iolock just skip truncating the blocks past EOF
1351          * because we could deadlock with the mmap_lock otherwise. We'll get
1352          * another chance to drop them once the last reference to the inode is
1353          * dropped, so we'll never leak blocks permanently.
1354          */
1355         if (inode->i_nlink &&
1356             (file->f_mode & FMODE_WRITE) &&
1357             !(ip->i_diflags & XFS_DIFLAG_APPEND) &&
1358             !xfs_iflags_test(ip, XFS_EOFBLOCKS_RELEASED) &&
1359             xfs_ilock_nowait(ip, XFS_IOLOCK_EXCL)) {
1360                 if (xfs_can_free_eofblocks(ip) &&
1361                     !xfs_iflags_test_and_set(ip, XFS_EOFBLOCKS_RELEASED))
1362                         xfs_free_eofblocks(ip);
1363                 xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
1364         }
1365
1366         return 0;
1367 }
1368
1369 STATIC int
1370 xfs_file_readdir(
1371         struct file     *file,
1372         struct dir_context *ctx)
1373 {
1374         struct inode    *inode = file_inode(file);
1375         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1376         size_t          bufsize;
1377
1378         /*
1379          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1380          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1381          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1382          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1383          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1384          * physical blocks.
1385          *
1386          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1387          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1388          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1389          */
1390         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, XFS_READDIR_BUFSIZE, ip->i_disk_size);
1391
1392         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
1393 }
1394
1395 STATIC loff_t
1396 xfs_file_llseek(
1397         struct file     *file,
1398         loff_t          offset,
1399         int             whence)
1400 {
1401         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1402
1403         if (xfs_is_shutdown(XFS_I(inode)->i_mount))
1404                 return -EIO;
1405
1406         switch (whence) {
1407         default:
1408                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1409         case SEEK_HOLE:
1410                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1411                 break;
1412         case SEEK_DATA:
1413                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1414                 break;
1415         }
1416
1417         if (offset < 0)
1418                 return offset;
1419         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1420 }
1421
1422 static inline vm_fault_t
1423 xfs_dax_fault_locked(
1424         struct vm_fault         *vmf,
1425         unsigned int            order,
1426         bool                    write_fault)
1427 {
1428         vm_fault_t              ret;
1429         pfn_t                   pfn;
1430
1431         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX)) {
1432                 ASSERT(0);
1433                 return VM_FAULT_SIGBUS;
1434         }
1435         ret = dax_iomap_fault(vmf, order, &pfn, NULL,
1436                         (write_fault && !vmf->cow_page) ?
1437                                 &xfs_dax_write_iomap_ops :
1438                                 &xfs_read_iomap_ops);
1439         if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
1440                 ret = dax_finish_sync_fault(vmf, order, pfn);
1441         return ret;
1442 }
1443
1444 static vm_fault_t
1445 xfs_dax_read_fault(
1446         struct vm_fault         *vmf,
1447         unsigned int            order)
1448 {
1449         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(vmf->vma->vm_file));
1450         vm_fault_t              ret;
1451
1452         trace_xfs_read_fault(ip, order);
1453
1454         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1455         ret = xfs_dax_fault_locked(vmf, order, false);
1456         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1457
1458         return ret;
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1463  * ordering of:
1464  *
1465  * mmap_lock (MM)
1466  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1467  *     invalidate_lock (vfs/XFS_MMAPLOCK - truncate serialisation)
1468  *       page_lock (MM)
1469  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1470  */
1471 static vm_fault_t
1472 xfs_write_fault(
1473         struct vm_fault         *vmf,
1474         unsigned int            order)
1475 {
1476         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1477         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1478         unsigned int            lock_mode = XFS_MMAPLOCK_SHARED;
1479         vm_fault_t              ret;
1480
1481         trace_xfs_write_fault(ip, order);
1482
1483         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1484         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1485
1486         /*
1487          * Normally we only need the shared mmaplock, but if a reflink remap is
1488          * in progress we take the exclusive lock to wait for the remap to
1489          * finish before taking a write fault.
1490          */
1491         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1492         if (xfs_iflags_test(ip, XFS_IREMAPPING)) {
1493                 xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1494                 xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
1495                 lock_mode = XFS_MMAPLOCK_EXCL;
1496         }
1497
1498         if (IS_DAX(inode))
1499                 ret = xfs_dax_fault_locked(vmf, order, true);
1500         else
1501                 ret = iomap_page_mkwrite(vmf, &xfs_buffered_write_iomap_ops);
1502         xfs_iunlock(ip, lock_mode);
1503
1504         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1505         return ret;
1506 }
1507
1508 static inline bool
1509 xfs_is_write_fault(
1510         struct vm_fault         *vmf)
1511 {
1512         return (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) &&
1513                (vmf->vma->vm_flags & VM_SHARED);
1514 }
1515
1516 static vm_fault_t
1517 xfs_filemap_fault(
1518         struct vm_fault         *vmf)
1519 {
1520         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1521
1522         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1523         if (IS_DAX(inode)) {
1524                 if (xfs_is_write_fault(vmf))
1525                         return xfs_write_fault(vmf, 0);
1526                 return xfs_dax_read_fault(vmf, 0);
1527         }
1528
1529         trace_xfs_read_fault(XFS_I(inode), 0);
1530         return filemap_fault(vmf);
1531 }
1532
1533 static vm_fault_t
1534 xfs_filemap_huge_fault(
1535         struct vm_fault         *vmf,
1536         unsigned int            order)
1537 {
1538         if (!IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)))
1539                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1540
1541         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1542         if (xfs_is_write_fault(vmf))
1543                 return xfs_write_fault(vmf, order);
1544         return xfs_dax_read_fault(vmf, order);
1545 }
1546
1547 static vm_fault_t
1548 xfs_filemap_page_mkwrite(
1549         struct vm_fault         *vmf)
1550 {
1551         return xfs_write_fault(vmf, 0);
1552 }
1553
1554 /*
1555  * pfn_mkwrite was originally intended to ensure we capture time stamp updates
1556  * on write faults. In reality, it needs to serialise against truncate and
1557  * prepare memory for writing so handle is as standard write fault.
1558  */
1559 static vm_fault_t
1560 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1561         struct vm_fault         *vmf)
1562 {
1563         return xfs_write_fault(vmf, 0);
1564 }
1565
1566 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1567         .fault          = xfs_filemap_fault,
1568         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1569         .map_pages      = filemap_map_pages,
1570         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1571         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1572 };
1573
1574 STATIC int
1575 xfs_file_mmap(
1576         struct file             *file,
1577         struct vm_area_struct   *vma)
1578 {
1579         struct inode            *inode = file_inode(file);
1580         struct xfs_buftarg      *target = xfs_inode_buftarg(XFS_I(inode));
1581
1582         /*
1583          * We don't support synchronous mappings for non-DAX files and
1584          * for DAX files if underneath dax_device is not synchronous.
1585          */
1586         if (!daxdev_mapping_supported(vma, target->bt_daxdev))
1587                 return -EOPNOTSUPP;
1588
1589         file_accessed(file);
1590         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1591         if (IS_DAX(inode))
1592                 vm_flags_set(vma, VM_HUGEPAGE);
1593         return 0;
1594 }
1595
1596 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1597         .llseek         = xfs_file_llseek,
1598         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1599         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1600         .splice_read    = xfs_file_splice_read,
1601         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1602         .iopoll         = iocb_bio_iopoll,
1603         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1604 #ifdef CONFIG_COMPAT
1605         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1606 #endif
1607         .mmap           = xfs_file_mmap,
1608         .open           = xfs_file_open,
1609         .release        = xfs_file_release,
1610         .fsync          = xfs_file_fsync,
1611         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1612         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1613         .fadvise        = xfs_file_fadvise,
1614         .remap_file_range = xfs_file_remap_range,
1615         .fop_flags      = FOP_MMAP_SYNC | FOP_BUFFER_RASYNC |
1616                           FOP_BUFFER_WASYNC | FOP_DIO_PARALLEL_WRITE,
1617 };
1618
1619 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1620         .open           = xfs_dir_open,
1621         .read           = generic_read_dir,
1622         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1623         .llseek         = generic_file_llseek,
1624         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1625 #ifdef CONFIG_COMPAT
1626         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1627 #endif
1628         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1629 };