fs/xfs/xfs_file.c

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