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