fs/xfs/xfs_file.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
   4  * All Rights Reserved.
   5  */
   6 #include "xfs.h"
   7 #include "xfs_fs.h"
   8 #include "xfs_shared.h"
   9 #include "xfs_format.h"
  10 #include "xfs_log_format.h"
  11 #include "xfs_trans_resv.h"
  12 #include "xfs_mount.h"
  13 #include "xfs_inode.h"
  14 #include "xfs_trans.h"
  15 #include "xfs_inode_item.h"
  16 #include "xfs_bmap.h"
  17 #include "xfs_bmap_util.h"
  18 #include "xfs_dir2.h"
  19 #include "xfs_dir2_priv.h"
  20 #include "xfs_ioctl.h"
  21 #include "xfs_trace.h"
  22 #include "xfs_log.h"
  23 #include "xfs_icache.h"
  24 #include "xfs_pnfs.h"
  25 #include "xfs_iomap.h"
  26 #include "xfs_reflink.h"
  27
  28 #include <linux/dax.h>
  29 #include <linux/falloc.h>
  30 #include <linux/backing-dev.h>
  31 #include <linux/mman.h>
  32 #include <linux/fadvise.h>
  33 #include <linux/mount.h>
  34
  35 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops;
  36
  37 /*
  38  * Decide if the given file range is aligned to the size of the fundamental
  39  * allocation unit for the file.
  40  */
  41 static bool
  42 xfs_is_falloc_aligned(
  43         struct xfs_inode        *ip,
  44         loff_t                  pos,
  45         long long int           len)
  46 {
  47         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
  48         uint64_t                mask;
  49
  50         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip)) {
  51                 if (!is_power_of_2(mp->m_sb.sb_rextsize)) {
  52                         u64     rextbytes;
  53                         u32     mod;
  54
  55                         rextbytes = XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_sb.sb_rextsize);
  56                         div_u64_rem(pos, rextbytes, &mod);
  57                         if (mod)
  58                                 return false;
  59                         div_u64_rem(len, rextbytes, &mod);
  60                         return mod == 0;
  61                 }
  62                 mask = XFS_FSB_TO_B(mp, mp->m_sb.sb_rextsize) - 1;
  63         } else {
  64                 mask = mp->m_sb.sb_blocksize - 1;
  65         }
  66
  67         return !((pos | len) & mask);
  68 }
  69
  70 /*
  71  * Fsync operations on directories are much simpler than on regular files,
  72  * as there is no file data to flush, and thus also no need for explicit
  73  * cache flush operations, and there are no non-transaction metadata updates
  74  * on directories either.
  75  */
  76 STATIC int
  77 xfs_dir_fsync(
  78         struct file             *file,
  79         loff_t                  start,
  80         loff_t                  end,
  81         int                     datasync)
  82 {
  83         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
  84
  85         trace_xfs_dir_fsync(ip);
  86         return xfs_log_force_inode(ip);
  87 }
  88
  89 static xfs_csn_t
  90 xfs_fsync_seq(
  91         struct xfs_inode        *ip,
  92         bool                    datasync)
  93 {
  94         if (!xfs_ipincount(ip))
  95                 return 0;
  96         if (datasync && !(ip->i_itemp->ili_fsync_fields & ~XFS_ILOG_TIMESTAMP))
  97                 return 0;
  98         return ip->i_itemp->ili_commit_seq;
  99 }
 100
 101 /*
 102  * All metadata updates are logged, which means that we just have to flush the
 103  * log up to the latest LSN that touched the inode.
 104  *
 105  * If we have concurrent fsync/fdatasync() calls, we need them to all block on
 106  * the log force before we clear the ili_fsync_fields field. This ensures that
 107  * we don't get a racing sync operation that does not wait for the metadata to
 108  * hit the journal before returning.  If we race with clearing ili_fsync_fields,
 109  * then all that will happen is the log force will do nothing as the lsn will
 110  * already be on disk.  We can't race with setting ili_fsync_fields because that
 111  * is done under XFS_ILOCK_EXCL, and that can't happen because we hold the lock
 112  * shared until after the ili_fsync_fields is cleared.
 113  */
 114 static  int
 115 xfs_fsync_flush_log(
 116         struct xfs_inode        *ip,
 117         bool                    datasync,
 118         int                     *log_flushed)
 119 {
 120         int                     error = 0;
 121         xfs_csn_t               seq;
 122
 123         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 124         seq = xfs_fsync_seq(ip, datasync);
 125         if (seq) {
 126                 error = xfs_log_force_seq(ip->i_mount, seq, XFS_LOG_SYNC,
 127                                           log_flushed);
 128
 129                 spin_lock(&ip->i_itemp->ili_lock);
 130                 ip->i_itemp->ili_fsync_fields = 0;
 131                 spin_unlock(&ip->i_itemp->ili_lock);
 132         }
 133         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 134         return error;
 135 }
 136
 137 STATIC int
 138 xfs_file_fsync(
 139         struct file             *file,
 140         loff_t                  start,
 141         loff_t                  end,
 142         int                     datasync)
 143 {
 144         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file->f_mapping->host);
 145         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 146         int                     error, err2;
 147         int                     log_flushed = 0;
 148
 149         trace_xfs_file_fsync(ip);
 150
 151         error = file_write_and_wait_range(file, start, end);
 152         if (error)
 153                 return error;
 154
 155         if (xfs_is_shutdown(mp))
 156                 return -EIO;
 157
 158         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 159
 160         /*
 161          * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure to flush
 162          * the write cache the device used for file data first.  This is to
 163          * ensure newly written file data make it to disk before logging the new
 164          * inode size in case of an extending write.
 165          */
 166         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 167                 error = blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp->bt_bdev);
 168         else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 169                 error = blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp->bt_bdev);
 170
 171         /*
 172          * Any inode that has dirty modifications in the log is pinned.  The
 173          * racy check here for a pinned inode will not catch modifications
 174          * that happen concurrently to the fsync call, but fsync semantics
 175          * only require to sync previously completed I/O.
 176          */
 177         if (xfs_ipincount(ip)) {
 178                 err2 = xfs_fsync_flush_log(ip, datasync, &log_flushed);
 179                 if (err2 && !error)
 180                         error = err2;
 181         }
 182
 183         /*
 184          * If we only have a single device, and the log force about was
 185          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 186          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 187          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 188          * commit.
 189          */
 190         if (!log_flushed && !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 191             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp) {
 192                 err2 = blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp->bt_bdev);
 193                 if (err2 && !error)
 194                         error = err2;
 195         }
 196
 197         return error;
 198 }
 199
 200 static int
 201 xfs_ilock_iocb(
 202         struct kiocb            *iocb,
 203         unsigned int            lock_mode)
 204 {
 205         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 206
 207         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 208                 if (!xfs_ilock_nowait(ip, lock_mode))
 209                         return -EAGAIN;
 210         } else {
 211                 xfs_ilock(ip, lock_mode);
 212         }
 213
 214         return 0;
 215 }
 216
 217 STATIC ssize_t
 218 xfs_file_dio_read(
 219         struct kiocb            *iocb,
 220         struct iov_iter         *to)
 221 {
 222         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 223         ssize_t                 ret;
 224
 225         trace_xfs_file_direct_read(iocb, to);
 226
 227         if (!iov_iter_count(to))
 228                 return 0; /* skip atime */
 229
 230         file_accessed(iocb->ki_filp);
 231
 232         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 233         if (ret)
 234                 return ret;
 235         ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &xfs_read_iomap_ops, NULL, 0, NULL, 0);
 236         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 237
 238         return ret;
 239 }
 240
 241 static noinline ssize_t
 242 xfs_file_dax_read(
 243         struct kiocb            *iocb,
 244         struct iov_iter         *to)
 245 {
 246         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
 247         ssize_t                 ret = 0;
 248
 249         trace_xfs_file_dax_read(iocb, to);
 250
 251         if (!iov_iter_count(to))
 252                 return 0; /* skip atime */
 253
 254         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 255         if (ret)
 256                 return ret;
 257         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &xfs_read_iomap_ops);
 258         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 259
 260         file_accessed(iocb->ki_filp);
 261         return ret;
 262 }
 263
 264 STATIC ssize_t
 265 xfs_file_buffered_read(
 266         struct kiocb            *iocb,
 267         struct iov_iter         *to)
 268 {
 269         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 270         ssize_t                 ret;
 271
 272         trace_xfs_file_buffered_read(iocb, to);
 273
 274         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, XFS_IOLOCK_SHARED);
 275         if (ret)
 276                 return ret;
 277         ret = generic_file_read_iter(iocb, to);
 278         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 279
 280         return ret;
 281 }
 282
 283 STATIC ssize_t
 284 xfs_file_read_iter(
 285         struct kiocb            *iocb,
 286         struct iov_iter         *to)
 287 {
 288         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 289         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(inode)->i_mount;
 290         ssize_t                 ret = 0;
 291
 292         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 293
 294         if (xfs_is_shutdown(mp))
 295                 return -EIO;
 296
 297         if (IS_DAX(inode))
 298                 ret = xfs_file_dax_read(iocb, to);
 299         else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
 300                 ret = xfs_file_dio_read(iocb, to);
 301         else
 302                 ret = xfs_file_buffered_read(iocb, to);
 303
 304         if (ret > 0)
 305                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 306         return ret;
 307 }
 308
 309 STATIC ssize_t
 310 xfs_file_splice_read(
 311         struct file             *in,
 312         loff_t                  *ppos,
 313         struct pipe_inode_info  *pipe,
 314         size_t                  len,
 315         unsigned int            flags)
 316 {
 317         struct inode            *inode = file_inode(in);
 318         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 319         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 320         ssize_t                 ret = 0;
 321
 322         XFS_STATS_INC(mp, xs_read_calls);
 323
 324         if (xfs_is_shutdown(mp))
 325                 return -EIO;
 326
 327         trace_xfs_file_splice_read(ip, *ppos, len);
 328
 329         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 330         ret = filemap_splice_read(in, ppos, pipe, len, flags);
 331         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 332         if (ret > 0)
 333                 XFS_STATS_ADD(mp, xs_read_bytes, ret);
 334         return ret;
 335 }
 336
 337 /*
 338  * Common pre-write limit and setup checks.
 339  *
 340  * Called with the iolocked held either shared and exclusive according to
 341  * @iolock, and returns with it held.  Might upgrade the iolock to exclusive
 342  * if called for a direct write beyond i_size.
 343  */
 344 STATIC ssize_t
 345 xfs_file_write_checks(
 346         struct kiocb            *iocb,
 347         struct iov_iter         *from,
 348         unsigned int            *iolock)
 349 {
 350         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 351         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 352         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 353         ssize_t                 error = 0;
 354         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 355         bool                    drained_dio = false;
 356         loff_t                  isize;
 357
 358 restart:
 359         error = generic_write_checks(iocb, from);
 360         if (error <= 0)
 361                 return error;
 362
 363         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 364                 error = break_layout(inode, false);
 365                 if (error == -EWOULDBLOCK)
 366                         error = -EAGAIN;
 367         } else {
 368                 error = xfs_break_layouts(inode, iolock, BREAK_WRITE);
 369         }
 370
 371         if (error)
 372                 return error;
 373
 374         /*
 375          * For changing security info in file_remove_privs() we need i_rwsem
 376          * exclusively.
 377          */
 378         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED && !IS_NOSEC(inode)) {
 379                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 380                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 381                 error = xfs_ilock_iocb(iocb, *iolock);
 382                 if (error) {
 383                         *iolock = 0;
 384                         return error;
 385                 }
 386                 goto restart;
 387         }
 388
 389         /*
 390          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 391          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 392          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the iolock
 393          * shared, we need to update it to exclusive which implies having to
 394          * redo all checks before.
 395          *
 396          * We need to serialise against EOF updates that occur in IO completions
 397          * here. We want to make sure that nobody is changing the size while we
 398          * do this check until we have placed an IO barrier (i.e.  hold the
 399          * XFS_IOLOCK_EXCL) that prevents new IO from being dispatched.  The
 400          * spinlock effectively forms a memory barrier once we have the
 401          * XFS_IOLOCK_EXCL so we are guaranteed to see the latest EOF value and
 402          * hence be able to correctly determine if we need to run zeroing.
 403          *
 404          * We can do an unlocked check here safely as IO completion can only
 405          * extend EOF. Truncate is locked out at this point, so the EOF can
 406          * not move backwards, only forwards. Hence we only need to take the
 407          * slow path and spin locks when we are at or beyond the current EOF.
 408          */
 409         if (iocb->ki_pos <= i_size_read(inode))
 410                 goto out;
 411
 412         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 413         isize = i_size_read(inode);
 414         if (iocb->ki_pos > isize) {
 415                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 416
 417                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 418                         return -EAGAIN;
 419
 420                 if (!drained_dio) {
 421                         if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 422                                 xfs_iunlock(ip, *iolock);
 423                                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 424                                 xfs_ilock(ip, *iolock);
 425                                 iov_iter_reexpand(from, count);
 426                         }
 427                         /*
 428                          * We now have an IO submission barrier in place, but
 429                          * AIO can do EOF updates during IO completion and hence
 430                          * we now need to wait for all of them to drain. Non-AIO
 431                          * DIO will have drained before we are given the
 432                          * XFS_IOLOCK_EXCL, and so for most cases this wait is a
 433                          * no-op.
 434                          */
 435                         inode_dio_wait(inode);
 436                         drained_dio = true;
 437                         goto restart;
 438                 }
 439
 440                 trace_xfs_zero_eof(ip, isize, iocb->ki_pos - isize);
 441                 error = xfs_zero_range(ip, isize, iocb->ki_pos - isize, NULL);
 442                 if (error)
 443                         return error;
 444         } else
 445                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 446
 447 out:
 448         return kiocb_modified(iocb);
 449 }
 450
 451 static int
 452 xfs_dio_write_end_io(
 453         struct kiocb            *iocb,
 454         ssize_t                 size,
 455         int                     error,
 456         unsigned                flags)
 457 {
 458         struct inode            *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 459         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 460         loff_t                  offset = iocb->ki_pos;
 461         unsigned int            nofs_flag;
 462
 463         trace_xfs_end_io_direct_write(ip, offset, size);
 464
 465         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount))
 466                 return -EIO;
 467
 468         if (error)
 469                 return error;
 470         if (!size)
 471                 return 0;
 472
 473         /*
 474          * Capture amount written on completion as we can't reliably account
 475          * for it on submission.
 476          */
 477         XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, size);
 478
 479         /*
 480          * We can allocate memory here while doing writeback on behalf of
 481          * memory reclaim.  To avoid memory allocation deadlocks set the
 482          * task-wide nofs context for the following operations.
 483          */
 484         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
 485
 486         if (flags & IOMAP_DIO_COW) {
 487                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
 488                 if (error)
 489                         goto out;
 490         }
 491
 492         /*
 493          * Unwritten conversion updates the in-core isize after extent
 494          * conversion but before updating the on-disk size. Updating isize any
 495          * earlier allows a racing dio read to find unwritten extents before
 496          * they are converted.
 497          */
 498         if (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN) {
 499                 error = xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, true);
 500                 goto out;
 501         }
 502
 503         /*
 504          * We need to update the in-core inode size here so that we don't end up
 505          * with the on-disk inode size being outside the in-core inode size. We
 506          * have no other method of updating EOF for AIO, so always do it here
 507          * if necessary.
 508          *
 509          * We need to lock the test/set EOF update as we can be racing with
 510          * other IO completions here to update the EOF. Failing to serialise
 511          * here can result in EOF moving backwards and Bad Things Happen when
 512          * that occurs.
 513          *
 514          * As IO completion only ever extends EOF, we can do an unlocked check
 515          * here to avoid taking the spinlock. If we land within the current EOF,
 516          * then we do not need to do an extending update at all, and we don't
 517          * need to take the lock to check this. If we race with an update moving
 518          * EOF, then we'll either still be beyond EOF and need to take the lock,
 519          * or we'll be within EOF and we don't need to take it at all.
 520          */
 521         if (offset + size <= i_size_read(inode))
 522                 goto out;
 523
 524         spin_lock(&ip->i_flags_lock);
 525         if (offset + size > i_size_read(inode)) {
 526                 i_size_write(inode, offset + size);
 527                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 528                 error = xfs_setfilesize(ip, offset, size);
 529         } else {
 530                 spin_unlock(&ip->i_flags_lock);
 531         }
 532
 533 out:
 534         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
 535         return error;
 536 }
 537
 538 static const struct iomap_dio_ops xfs_dio_write_ops = {
 539         .end_io         = xfs_dio_write_end_io,
 540 };
 541
 542 /*
 543  * Handle block aligned direct I/O writes
 544  */
 545 static noinline ssize_t
 546 xfs_file_dio_write_aligned(
 547         struct xfs_inode        *ip,
 548         struct kiocb            *iocb,
 549         struct iov_iter         *from)
 550 {
 551         unsigned int            iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 552         ssize_t                 ret;
 553
 554         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 555         if (ret)
 556                 return ret;
 557         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 558         if (ret)
 559                 goto out_unlock;
 560
 561         /*
 562          * We don't need to hold the IOLOCK exclusively across the IO, so demote
 563          * the iolock back to shared if we had to take the exclusive lock in
 564          * xfs_file_write_checks() for other reasons.
 565          */
 566         if (iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 567                 xfs_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 568                 iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 569         }
 570         trace_xfs_file_direct_write(iocb, from);
 571         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_direct_write_iomap_ops,
 572                            &xfs_dio_write_ops, 0, NULL, 0);
 573 out_unlock:
 574         if (iolock)
 575                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 576         return ret;
 577 }
 578
 579 /*
 580  * Handle block unaligned direct I/O writes
 581  *
 582  * In most cases direct I/O writes will be done holding IOLOCK_SHARED, allowing
 583  * them to be done in parallel with reads and other direct I/O writes.  However,
 584  * if the I/O is not aligned to filesystem blocks, the direct I/O layer may need
 585  * to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other direct
 586  * I/O to the same block.  In this case we need to serialise the submission of
 587  * the unaligned I/O so that we don't get racing block zeroing in the dio layer.
 588  * In the case where sub-block zeroing is not required, we can do concurrent
 589  * sub-block dios to the same block successfully.
 590  *
 591  * Optimistically submit the I/O using the shared lock first, but use the
 592  * IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY flag to tell the lower layers to return -EAGAIN
 593  * if block allocation or partial block zeroing would be required.  In that case
 594  * we try again with the exclusive lock.
 595  */
 596 static noinline ssize_t
 597 xfs_file_dio_write_unaligned(
 598         struct xfs_inode        *ip,
 599         struct kiocb            *iocb,
 600         struct iov_iter         *from)
 601 {
 602         size_t                  isize = i_size_read(VFS_I(ip));
 603         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 604         unsigned int            iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 605         unsigned int            flags = IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY;
 606         ssize_t                 ret;
 607
 608         /*
 609          * Extending writes need exclusivity because of the sub-block zeroing
 610          * that the DIO code always does for partial tail blocks beyond EOF, so
 611          * don't even bother trying the fast path in this case.
 612          */
 613         if (iocb->ki_pos > isize || iocb->ki_pos + count >= isize) {
 614                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 615                         return -EAGAIN;
 616 retry_exclusive:
 617                 iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 618                 flags = IOMAP_DIO_FORCE_WAIT;
 619         }
 620
 621         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 622         if (ret)
 623                 return ret;
 624
 625         /*
 626          * We can't properly handle unaligned direct I/O to reflink files yet,
 627          * as we can't unshare a partial block.
 628          */
 629         if (xfs_is_cow_inode(ip)) {
 630                 trace_xfs_reflink_bounce_dio_write(iocb, from);
 631                 ret = -ENOTBLK;
 632                 goto out_unlock;
 633         }
 634
 635         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 636         if (ret)
 637                 goto out_unlock;
 638
 639         /*
 640          * If we are doing exclusive unaligned I/O, this must be the only I/O
 641          * in-flight.  Otherwise we risk data corruption due to unwritten extent
 642          * conversions from the AIO end_io handler.  Wait for all other I/O to
 643          * drain first.
 644          */
 645         if (flags & IOMAP_DIO_FORCE_WAIT)
 646                 inode_dio_wait(VFS_I(ip));
 647
 648         trace_xfs_file_direct_write(iocb, from);
 649         ret = iomap_dio_rw(iocb, from, &xfs_direct_write_iomap_ops,
 650                            &xfs_dio_write_ops, flags, NULL, 0);
 651
 652         /*
 653          * Retry unaligned I/O with exclusive blocking semantics if the DIO
 654          * layer rejected it for mapping or locking reasons. If we are doing
 655          * nonblocking user I/O, propagate the error.
 656          */
 657         if (ret == -EAGAIN && !(iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)) {
 658                 ASSERT(flags & IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY);
 659                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 660                 goto retry_exclusive;
 661         }
 662
 663 out_unlock:
 664         if (iolock)
 665                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 666         return ret;
 667 }
 668
 669 static ssize_t
 670 xfs_file_dio_write(
 671         struct kiocb            *iocb,
 672         struct iov_iter         *from)
 673 {
 674         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
 675         struct xfs_buftarg      *target = xfs_inode_buftarg(ip);
 676         size_t                  count = iov_iter_count(from);
 677
 678         /* direct I/O must be aligned to device logical sector size */
 679         if ((iocb->ki_pos | count) & target->bt_logical_sectormask)
 680                 return -EINVAL;
 681         if ((iocb->ki_pos | count) & ip->i_mount->m_blockmask)
 682                 return xfs_file_dio_write_unaligned(ip, iocb, from);
 683         return xfs_file_dio_write_aligned(ip, iocb, from);
 684 }
 685
 686 static noinline ssize_t
 687 xfs_file_dax_write(
 688         struct kiocb            *iocb,
 689         struct iov_iter         *from)
 690 {
 691         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 692         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 693         unsigned int            iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 694         ssize_t                 ret, error = 0;
 695         loff_t                  pos;
 696
 697         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 698         if (ret)
 699                 return ret;
 700         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 701         if (ret)
 702                 goto out;
 703
 704         pos = iocb->ki_pos;
 705
 706         trace_xfs_file_dax_write(iocb, from);
 707         ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &xfs_dax_write_iomap_ops);
 708         if (ret > 0 && iocb->ki_pos > i_size_read(inode)) {
 709                 i_size_write(inode, iocb->ki_pos);
 710                 error = xfs_setfilesize(ip, pos, ret);
 711         }
 712 out:
 713         if (iolock)
 714                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 715         if (error)
 716                 return error;
 717
 718         if (ret > 0) {
 719                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 720
 721                 /* Handle various SYNC-type writes */
 722                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 723         }
 724         return ret;
 725 }
 726
 727 STATIC ssize_t
 728 xfs_file_buffered_write(
 729         struct kiocb            *iocb,
 730         struct iov_iter         *from)
 731 {
 732         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 733         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 734         ssize_t                 ret;
 735         bool                    cleared_space = false;
 736         unsigned int            iolock;
 737
 738 write_retry:
 739         iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 740         ret = xfs_ilock_iocb(iocb, iolock);
 741         if (ret)
 742                 return ret;
 743
 744         ret = xfs_file_write_checks(iocb, from, &iolock);
 745         if (ret)
 746                 goto out;
 747
 748         trace_xfs_file_buffered_write(iocb, from);
 749         ret = iomap_file_buffered_write(iocb, from,
 750                         &xfs_buffered_write_iomap_ops);
 751
 752         /*
 753          * If we hit a space limit, try to free up some lingering preallocated
 754          * space before returning an error. In the case of ENOSPC, first try to
 755          * write back all dirty inodes to free up some of the excess reserved
 756          * metadata space. This reduces the chances that the eofblocks scan
 757          * waits on dirty mappings. Since xfs_flush_inodes() is serialized, this
 758          * also behaves as a filter to prevent too many eofblocks scans from
 759          * running at the same time.  Use a synchronous scan to increase the
 760          * effectiveness of the scan.
 761          */
 762         if (ret == -EDQUOT && !cleared_space) {
 763                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 764                 xfs_blockgc_free_quota(ip, XFS_ICWALK_FLAG_SYNC);
 765                 cleared_space = true;
 766                 goto write_retry;
 767         } else if (ret == -ENOSPC && !cleared_space) {
 768                 struct xfs_icwalk       icw = {0};
 769
 770                 cleared_space = true;
 771                 xfs_flush_inodes(ip->i_mount);
 772
 773                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 774                 icw.icw_flags = XFS_ICWALK_FLAG_SYNC;
 775                 xfs_blockgc_free_space(ip->i_mount, &icw);
 776                 goto write_retry;
 777         }
 778
 779 out:
 780         if (iolock)
 781                 xfs_iunlock(ip, iolock);
 782
 783         if (ret > 0) {
 784                 XFS_STATS_ADD(ip->i_mount, xs_write_bytes, ret);
 785                 /* Handle various SYNC-type writes */
 786                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 787         }
 788         return ret;
 789 }
 790
 791 STATIC ssize_t
 792 xfs_file_write_iter(
 793         struct kiocb            *iocb,
 794         struct iov_iter         *from)
 795 {
 796         struct inode            *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 797         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 798         ssize_t                 ret;
 799         size_t                  ocount = iov_iter_count(from);
 800
 801         XFS_STATS_INC(ip->i_mount, xs_write_calls);
 802
 803         if (ocount == 0)
 804                 return 0;
 805
 806         if (xfs_is_shutdown(ip->i_mount))
 807                 return -EIO;
 808
 809         if (IS_DAX(inode))
 810                 return xfs_file_dax_write(iocb, from);
 811
 812         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
 813                 /*
 814                  * Allow a directio write to fall back to a buffered
 815                  * write *only* in the case that we're doing a reflink
 816                  * CoW.  In all other directio scenarios we do not
 817                  * allow an operation to fall back to buffered mode.
 818                  */
 819                 ret = xfs_file_dio_write(iocb, from);
 820                 if (ret != -ENOTBLK)
 821                         return ret;
 822         }
 823
 824         return xfs_file_buffered_write(iocb, from);
 825 }
 826
 827 static void
 828 xfs_wait_dax_page(
 829         struct inode            *inode)
 830 {
 831         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 832
 833         xfs_iunlock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 834         schedule();
 835         xfs_ilock(ip, XFS_MMAPLOCK_EXCL);
 836 }
 837
 838 int
 839 xfs_break_dax_layouts(
 840         struct inode            *inode,
 841         bool                    *retry)
 842 {
 843         struct page             *page;
 844
 845         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_EXCL));
 846
 847         page = dax_layout_busy_page(inode->i_mapping);
 848         if (!page)
 849                 return 0;
 850
 851         *retry = true;
 852         return ___wait_var_event(&page->_refcount,
 853                         atomic_read(&page->_refcount) == 1, TASK_INTERRUPTIBLE,
 854                         0, 0, xfs_wait_dax_page(inode));
 855 }
 856
 857 int
 858 xfs_break_layouts(
 859         struct inode            *inode,
 860         uint                    *iolock,
 861         enum layout_break_reason reason)
 862 {
 863         bool                    retry;
 864         int                     error;
 865
 866         ASSERT(xfs_isilocked(XFS_I(inode), XFS_IOLOCK_SHARED|XFS_IOLOCK_EXCL));
 867
 868         do {
 869                 retry = false;
 870                 switch (reason) {
 871                 case BREAK_UNMAP:
 872                         error = xfs_break_dax_layouts(inode, &retry);
 873                         if (error || retry)
 874                                 break;
 875                         fallthrough;
 876                 case BREAK_WRITE:
 877                         error = xfs_break_leased_layouts(inode, iolock, &retry);
 878                         break;
 879                 default:
 880                         WARN_ON_ONCE(1);
 881                         error = -EINVAL;
 882                 }
 883         } while (error == 0 && retry);
 884
 885         return error;
 886 }
 887
 888 /* Does this file, inode, or mount want synchronous writes? */
 889 static inline bool xfs_file_sync_writes(struct file *filp)
 890 {
 891         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(file_inode(filp));
 892
 893         if (xfs_has_wsync(ip->i_mount))
 894                 return true;
 895         if (filp->f_flags & (__O_SYNC | O_DSYNC))
 896                 return true;
 897         if (IS_SYNC(file_inode(filp)))
 898                 return true;
 899
 900         return false;
 901 }
 902
 903 #define XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED                                         \
 904                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
 905                  FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |      \
 906                  FALLOC_FL_INSERT_RANGE | FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE)
 907
 908 STATIC long
 909 xfs_file_fallocate(
 910         struct file             *file,
 911         int                     mode,
 912         loff_t                  offset,
 913         loff_t                  len)
 914 {
 915         struct inode            *inode = file_inode(file);
 916         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 917         long                    error;
 918         uint                    iolock = XFS_IOLOCK_EXCL | XFS_MMAPLOCK_EXCL;
 919         loff_t                  new_size = 0;
 920         bool                    do_file_insert = false;
 921
 922         if (!S_ISREG(inode->i_mode))
 923                 return -EINVAL;
 924         if (mode & ~XFS_FALLOC_FL_SUPPORTED)
 925                 return -EOPNOTSUPP;
 926
 927         xfs_ilock(ip, iolock);
 928         error = xfs_break_layouts(inode, &iolock, BREAK_UNMAP);
 929         if (error)
 930                 goto out_unlock;
 931
 932         /*
 933          * Must wait for all AIO to complete before we continue as AIO can
 934          * change the file size on completion without holding any locks we
 935          * currently hold. We must do this first because AIO can update both
 936          * the on disk and in memory inode sizes, and the operations that follow
 937          * require the in-memory size to be fully up-to-date.
 938          */
 939         inode_dio_wait(inode);
 940
 941         /*
 942          * Now AIO and DIO has drained we flush and (if necessary) invalidate
 943          * the cached range over the first operation we are about to run.
 944          *
 945          * We care about zero and collapse here because they both run a hole
 946          * punch over the range first. Because that can zero data, and the range
 947          * of invalidation for the shift operations is much larger, we still do
 948          * the required flush for collapse in xfs_prepare_shift().
 949          *
 950          * Insert has the same range requirements as collapse, and we extend the
 951          * file first which can zero data. Hence insert has the same
 952          * flush/invalidate requirements as collapse and so they are both
 953          * handled at the right time by xfs_prepare_shift().
 954          */
 955         if (mode & (FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_ZERO_RANGE |
 956                     FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE)) {
 957                 error = xfs_flush_unmap_range(ip, offset, len);
 958                 if (error)
 959                         goto out_unlock;
 960         }
 961
 962         error = file_modified(file);
 963         if (error)
 964                 goto out_unlock;
 965
 966         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE) {
 967                 error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
 968                 if (error)
 969                         goto out_unlock;
 970         } else if (mode & FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE) {
 971                 if (!xfs_is_falloc_aligned(ip, offset, len)) {
 972                         error = -EINVAL;
 973                         goto out_unlock;
 974                 }
 975
 976                 /*
 977                  * There is no need to overlap collapse range with EOF,
 978                  * in which case it is effectively a truncate operation
 979                  */
 980                 if (offset + len >= i_size_read(inode)) {
 981                         error = -EINVAL;
 982                         goto out_unlock;
 983                 }
 984
 985                 new_size = i_size_read(inode) - len;
 986
 987                 error = xfs_collapse_file_space(ip, offset, len);
 988                 if (error)
 989                         goto out_unlock;
 990         } else if (mode & FALLOC_FL_INSERT_RANGE) {
 991                 loff_t          isize = i_size_read(inode);
 992
 993                 if (!xfs_is_falloc_aligned(ip, offset, len)) {
 994                         error = -EINVAL;
 995                         goto out_unlock;
 996                 }
 997
 998                 /*
 999                  * New inode size must not exceed ->s_maxbytes, accounting for
1000                  * possible signed overflow.
1001                  */
1002                 if (inode->i_sb->s_maxbytes - isize < len) {
1003                         error = -EFBIG;
1004                         goto out_unlock;
1005                 }
1006                 new_size = isize + len;
1007
1008                 /* Offset should be less than i_size */
1009                 if (offset >= isize) {
1010                         error = -EINVAL;
1011                         goto out_unlock;
1012                 }
1013                 do_file_insert = true;
1014         } else {
1015                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
1016                     offset + len > i_size_read(inode)) {
1017                         new_size = offset + len;
1018                         error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
1019                         if (error)
1020                                 goto out_unlock;
1021                 }
1022
1023                 if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE) {
1024                         /*
1025                          * Punch a hole and prealloc the range.  We use a hole
1026                          * punch rather than unwritten extent conversion for two
1027                          * reasons:
1028                          *
1029                          *   1.) Hole punch handles partial block zeroing for us.
1030                          *   2.) If prealloc returns ENOSPC, the file range is
1031                          *       still zero-valued by virtue of the hole punch.
1032                          */
1033                         unsigned int blksize = i_blocksize(inode);
1034
1035                         trace_xfs_zero_file_space(ip);
1036
1037                         error = xfs_free_file_space(ip, offset, len);
1038                         if (error)
1039                                 goto out_unlock;
1040
1041                         len = round_up(offset + len, blksize) -
1042                               round_down(offset, blksize);
1043                         offset = round_down(offset, blksize);
1044                 } else if (mode & FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE) {
1045                         error = xfs_reflink_unshare(ip, offset, len);
1046                         if (error)
1047                                 goto out_unlock;
1048                 } else {
1049                         /*
1050                          * If always_cow mode we can't use preallocations and
1051                          * thus should not create them.
1052                          */
1053                         if (xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
1054                                 error = -EOPNOTSUPP;
1055                                 goto out_unlock;
1056                         }
1057                 }
1058
1059                 if (!xfs_is_always_cow_inode(ip)) {
1060                         error = xfs_alloc_file_space(ip, offset, len);
1061                         if (error)
1062                                 goto out_unlock;
1063                 }
1064         }
1065
1066         /* Change file size if needed */
1067         if (new_size) {
1068                 struct iattr iattr;
1069
1070                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
1071                 iattr.ia_size = new_size;
1072                 error = xfs_vn_setattr_size(file_mnt_idmap(file),
1073                                             file_dentry(file), &iattr);
1074                 if (error)
1075                         goto out_unlock;
1076         }
1077
1078         /*
1079          * Perform hole insertion now that the file size has been
1080          * updated so that if we crash during the operation we don't
1081          * leave shifted extents past EOF and hence losing access to
1082          * the data that is contained within them.
1083          */
1084         if (do_file_insert) {
1085                 error = xfs_insert_file_space(ip, offset, len);
1086                 if (error)
1087                         goto out_unlock;
1088         }
1089
1090         if (xfs_file_sync_writes(file))
1091                 error = xfs_log_force_inode(ip);
1092
1093 out_unlock:
1094         xfs_iunlock(ip, iolock);
1095         return error;
1096 }
1097
1098 STATIC int
1099 xfs_file_fadvise(
1100         struct file     *file,
1101         loff_t          start,
1102         loff_t          end,
1103         int             advice)
1104 {
1105         struct xfs_inode *ip = XFS_I(file_inode(file));
1106         int ret;
1107         int lockflags = 0;
1108
1109         /*
1110          * Operations creating pages in page cache need protection from hole
1111          * punching and similar ops
1112          */
1113         if (advice == POSIX_FADV_WILLNEED) {
1114                 lockflags = XFS_IOLOCK_SHARED;
1115                 xfs_ilock(ip, lockflags);
1116         }
1117         ret = generic_fadvise(file, start, end, advice);
1118         if (lockflags)
1119                 xfs_iunlock(ip, lockflags);
1120         return ret;
1121 }
1122
1123 STATIC loff_t
1124 xfs_file_remap_range(
1125         struct file             *file_in,
1126         loff_t                  pos_in,
1127         struct file             *file_out,
1128         loff_t                  pos_out,
1129         loff_t                  len,
1130         unsigned int            remap_flags)
1131 {
1132         struct inode            *inode_in = file_inode(file_in);
1133         struct xfs_inode        *src = XFS_I(inode_in);
1134         struct inode            *inode_out = file_inode(file_out);
1135         struct xfs_inode        *dest = XFS_I(inode_out);
1136         struct xfs_mount        *mp = src->i_mount;
1137         loff_t                  remapped = 0;
1138         xfs_extlen_t            cowextsize;
1139         int                     ret;
1140
1141         if (remap_flags & ~(REMAP_FILE_DEDUP | REMAP_FILE_ADVISORY))
1142                 return -EINVAL;
1143
1144         if (!xfs_has_reflink(mp))
1145                 return -EOPNOTSUPP;
1146
1147         if (xfs_is_shutdown(mp))
1148                 return -EIO;
1149
1150         /* Prepare and then clone file data. */
1151         ret = xfs_reflink_remap_prep(file_in, pos_in, file_out, pos_out,
1152                         &len, remap_flags);
1153         if (ret || len == 0)
1154                 return ret;
1155
1156         trace_xfs_reflink_remap_range(src, pos_in, len, dest, pos_out);
1157
1158         ret = xfs_reflink_remap_blocks(src, pos_in, dest, pos_out, len,
1159                         &remapped);
1160         if (ret)
1161                 goto out_unlock;
1162
1163         /*
1164          * Carry the cowextsize hint from src to dest if we're sharing the
1165          * entire source file to the entire destination file, the source file
1166          * has a cowextsize hint, and the destination file does not.
1167          */
1168         cowextsize = 0;
1169         if (pos_in == 0 && len == i_size_read(inode_in) &&
1170             (src->i_diflags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE) &&
1171             pos_out == 0 && len >= i_size_read(inode_out) &&
1172             !(dest->i_diflags2 & XFS_DIFLAG2_COWEXTSIZE))
1173                 cowextsize = src->i_cowextsize;
1174
1175         ret = xfs_reflink_update_dest(dest, pos_out + len, cowextsize,
1176                         remap_flags);
1177         if (ret)
1178                 goto out_unlock;
1179
1180         if (xfs_file_sync_writes(file_in) || xfs_file_sync_writes(file_out))
1181                 xfs_log_force_inode(dest);
1182 out_unlock:
1183         xfs_iunlock2_io_mmap(src, dest);
1184         if (ret)
1185                 trace_xfs_reflink_remap_range_error(dest, ret, _RET_IP_);
1186         return remapped > 0 ? remapped : ret;
1187 }
1188
1189 STATIC int
1190 xfs_file_open(
1191         struct inode    *inode,
1192         struct file     *file)
1193 {
1194         if (xfs_is_shutdown(XFS_M(inode->i_sb)))
1195                 return -EIO;
1196         file->f_mode |= FMODE_NOWAIT | FMODE_BUF_RASYNC | FMODE_BUF_WASYNC |
1197                         FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE | FMODE_CAN_ODIRECT;
1198         return generic_file_open(inode, file);
1199 }
1200
1201 STATIC int
1202 xfs_dir_open(
1203         struct inode    *inode,
1204         struct file     *file)
1205 {
1206         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
1207         unsigned int    mode;
1208         int             error;
1209
1210         error = xfs_file_open(inode, file);
1211         if (error)
1212                 return error;
1213
1214         /*
1215          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
1216          * certain to have the next operation be a read there.
1217          */
1218         mode = xfs_ilock_data_map_shared(ip);
1219         if (ip->i_df.if_nextents > 0)
1220                 error = xfs_dir3_data_readahead(ip, 0, 0);
1221         xfs_iunlock(ip, mode);
1222         return error;
1223 }
1224
1225 STATIC int
1226 xfs_file_release(
1227         struct inode    *inode,
1228         struct file     *filp)
1229 {
1230         return xfs_release(XFS_I(inode));
1231 }
1232
1233 STATIC int
1234 xfs_file_readdir(
1235         struct file     *file,
1236         struct dir_context *ctx)
1237 {
1238         struct inode    *inode = file_inode(file);
1239         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1240         size_t          bufsize;
1241
1242         /*
1243          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1244          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1245          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1246          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1247          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1248          * physical blocks.
1249          *
1250          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1251          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1252          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1253          */
1254         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, XFS_READDIR_BUFSIZE, ip->i_disk_size);
1255
1256         return xfs_readdir(NULL, ip, ctx, bufsize);
1257 }
1258
1259 STATIC loff_t
1260 xfs_file_llseek(
1261         struct file     *file,
1262         loff_t          offset,
1263         int             whence)
1264 {
1265         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
1266
1267         if (xfs_is_shutdown(XFS_I(inode)->i_mount))
1268                 return -EIO;
1269
1270         switch (whence) {
1271         default:
1272                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
1273         case SEEK_HOLE:
1274                 offset = iomap_seek_hole(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1275                 break;
1276         case SEEK_DATA:
1277                 offset = iomap_seek_data(inode, offset, &xfs_seek_iomap_ops);
1278                 break;
1279         }
1280
1281         if (offset < 0)
1282                 return offset;
1283         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
1284 }
1285
1286 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1287 static inline vm_fault_t
1288 xfs_dax_fault(
1289         struct vm_fault         *vmf,
1290         enum page_entry_size    pe_size,
1291         bool                    write_fault,
1292         pfn_t                   *pfn)
1293 {
1294         return dax_iomap_fault(vmf, pe_size, pfn, NULL,
1295                         (write_fault && !vmf->cow_page) ?
1296                                 &xfs_dax_write_iomap_ops :
1297                                 &xfs_read_iomap_ops);
1298 }
1299 #else
1300 static inline vm_fault_t
1301 xfs_dax_fault(
1302         struct vm_fault         *vmf,
1303         enum page_entry_size    pe_size,
1304         bool                    write_fault,
1305         pfn_t                   *pfn)
1306 {
1307         ASSERT(0);
1308         return VM_FAULT_SIGBUS;
1309 }
1310 #endif
1311
1312 /*
1313  * Locking for serialisation of IO during page faults. This results in a lock
1314  * ordering of:
1315  *
1316  * mmap_lock (MM)
1317  *   sb_start_pagefault(vfs, freeze)
1318  *     invalidate_lock (vfs/XFS_MMAPLOCK - truncate serialisation)
1319  *       page_lock (MM)
1320  *         i_lock (XFS - extent map serialisation)
1321  */
1322 static vm_fault_t
1323 __xfs_filemap_fault(
1324         struct vm_fault         *vmf,
1325         enum page_entry_size    pe_size,
1326         bool                    write_fault)
1327 {
1328         struct inode            *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1329         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
1330         vm_fault_t              ret;
1331
1332         trace_xfs_filemap_fault(ip, pe_size, write_fault);
1333
1334         if (write_fault) {
1335                 sb_start_pagefault(inode->i_sb);
1336                 file_update_time(vmf->vma->vm_file);
1337         }
1338
1339         if (IS_DAX(inode)) {
1340                 pfn_t pfn;
1341
1342                 xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1343                 ret = xfs_dax_fault(vmf, pe_size, write_fault, &pfn);
1344                 if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
1345                         ret = dax_finish_sync_fault(vmf, pe_size, pfn);
1346                 xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1347         } else {
1348                 if (write_fault) {
1349                         xfs_ilock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1350                         ret = iomap_page_mkwrite(vmf,
1351                                         &xfs_page_mkwrite_iomap_ops);
1352                         xfs_iunlock(XFS_I(inode), XFS_MMAPLOCK_SHARED);
1353                 } else {
1354                         ret = filemap_fault(vmf);
1355                 }
1356         }
1357
1358         if (write_fault)
1359                 sb_end_pagefault(inode->i_sb);
1360         return ret;
1361 }
1362
1363 static inline bool
1364 xfs_is_write_fault(
1365         struct vm_fault         *vmf)
1366 {
1367         return (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) &&
1368                (vmf->vma->vm_flags & VM_SHARED);
1369 }
1370
1371 static vm_fault_t
1372 xfs_filemap_fault(
1373         struct vm_fault         *vmf)
1374 {
1375         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1376         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE,
1377                         IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)) &&
1378                         xfs_is_write_fault(vmf));
1379 }
1380
1381 static vm_fault_t
1382 xfs_filemap_huge_fault(
1383         struct vm_fault         *vmf,
1384         enum page_entry_size    pe_size)
1385 {
1386         if (!IS_DAX(file_inode(vmf->vma->vm_file)))
1387                 return VM_FAULT_FALLBACK;
1388
1389         /* DAX can shortcut the normal fault path on write faults! */
1390         return __xfs_filemap_fault(vmf, pe_size,
1391                         xfs_is_write_fault(vmf));
1392 }
1393
1394 static vm_fault_t
1395 xfs_filemap_page_mkwrite(
1396         struct vm_fault         *vmf)
1397 {
1398         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * pfn_mkwrite was originally intended to ensure we capture time stamp updates
1403  * on write faults. In reality, it needs to serialise against truncate and
1404  * prepare memory for writing so handle is as standard write fault.
1405  */
1406 static vm_fault_t
1407 xfs_filemap_pfn_mkwrite(
1408         struct vm_fault         *vmf)
1409 {
1410
1411         return __xfs_filemap_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
1412 }
1413
1414 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1415         .fault          = xfs_filemap_fault,
1416         .huge_fault     = xfs_filemap_huge_fault,
1417         .map_pages      = filemap_map_pages,
1418         .page_mkwrite   = xfs_filemap_page_mkwrite,
1419         .pfn_mkwrite    = xfs_filemap_pfn_mkwrite,
1420 };
1421
1422 STATIC int
1423 xfs_file_mmap(
1424         struct file             *file,
1425         struct vm_area_struct   *vma)
1426 {
1427         struct inode            *inode = file_inode(file);
1428         struct xfs_buftarg      *target = xfs_inode_buftarg(XFS_I(inode));
1429
1430         /*
1431          * We don't support synchronous mappings for non-DAX files and
1432          * for DAX files if underneath dax_device is not synchronous.
1433          */
1434         if (!daxdev_mapping_supported(vma, target->bt_daxdev))
1435                 return -EOPNOTSUPP;
1436
1437         file_accessed(file);
1438         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1439         if (IS_DAX(inode))
1440                 vm_flags_set(vma, VM_HUGEPAGE);
1441         return 0;
1442 }
1443
1444 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1445         .llseek         = xfs_file_llseek,
1446         .read_iter      = xfs_file_read_iter,
1447         .write_iter     = xfs_file_write_iter,
1448         .splice_read    = xfs_file_splice_read,
1449         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1450         .iopoll         = iocb_bio_iopoll,
1451         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1452 #ifdef CONFIG_COMPAT
1453         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1454 #endif
1455         .mmap           = xfs_file_mmap,
1456         .mmap_supported_flags = MAP_SYNC,
1457         .open           = xfs_file_open,
1458         .release        = xfs_file_release,
1459         .fsync          = xfs_file_fsync,
1460         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
1461         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1462         .fadvise        = xfs_file_fadvise,
1463         .remap_file_range = xfs_file_remap_range,
1464 };
1465
1466 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1467         .open           = xfs_dir_open,
1468         .read           = generic_read_dir,
1469         .iterate_shared = xfs_file_readdir,
1470         .llseek         = generic_file_llseek,
1471         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1472 #ifdef CONFIG_COMPAT
1473         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1474 #endif
1475         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1476 };