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         struct xfs_trans        *tp;
 167         int                     error = 0;
 168         int                     log_flushed = 0;
 169         xfs_lsn_t               lsn = 0;
 170
 171         trace_xfs_file_fsync(ip);
 172
 173         error = filemap_write_and_wait_range(inode->i_mapping, start, end);
 174         if (error)
 175                 return error;
 176
 177         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 178                 return -XFS_ERROR(EIO);
 179
 180         xfs_iflags_clear(ip, XFS_ITRUNCATED);
 181
 182         if (mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER) {
 183                 /*
 184                  * If we have an RT and/or log subvolume we need to make sure
 185                  * to flush the write cache the device used for file data
 186                  * first.  This is to ensure newly written file data make
 187                  * it to disk before logging the new inode size in case of
 188                  * an extending write.
 189                  */
 190                 if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
 191                         xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_rtdev_targp);
 192                 else if (mp->m_logdev_targp != mp->m_ddev_targp)
 193                         xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 194         }
 195
 196         /*
 197          * We always need to make sure that the required inode state is safe on
 198          * disk.  The inode might be clean but we still might need to force the
 199          * log because of committed transactions that haven't hit the disk yet.
 200          * Likewise, there could be unflushed non-transactional changes to the
 201          * inode core that have to go to disk and this requires us to issue
 202          * a synchronous transaction to capture these changes correctly.
 203          *
 204          * This code relies on the assumption that if the i_update_core field
 205          * of the inode is clear and the inode is unpinned then it is clean
 206          * and no action is required.
 207          */
 208         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 209
 210         /*
 211          * First check if the VFS inode is marked dirty.  All the dirtying
 212          * of non-transactional updates do not go through mark_inode_dirty*,
 213          * which allows us to distinguish between pure timestamp updates
 214          * and i_size updates which need to be caught for fdatasync.
 215          * After that also check for the dirty state in the XFS inode, which
 216          * might gets cleared when the inode gets written out via the AIL
 217          * or xfs_iflush_cluster.
 218          */
 219         if (((inode->i_state & I_DIRTY_DATASYNC) ||
 220             ((inode->i_state & I_DIRTY_SYNC) && !datasync)) &&
 221             ip->i_update_core) {
 222                 /*
 223                  * Kick off a transaction to log the inode core to get the
 224                  * updates.  The sync transaction will also force the log.
 225                  */
 226                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 227                 tp = xfs_trans_alloc(mp, XFS_TRANS_FSYNC_TS);
 228                 error = xfs_trans_reserve(tp, 0,
 229                                 XFS_FSYNC_TS_LOG_RES(mp), 0, 0, 0);
 230                 if (error) {
 231                         xfs_trans_cancel(tp, 0);
 232                         return -error;
 233                 }
 234                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 235
 236                 /*
 237                  * Note - it's possible that we might have pushed ourselves out
 238                  * of the way during trans_reserve which would flush the inode.
 239                  * But there's no guarantee that the inode buffer has actually
 240                  * gone out yet (it's delwri).  Plus the buffer could be pinned
 241                  * anyway if it's part of an inode in another recent
 242                  * transaction.  So we play it safe and fire off the
 243                  * transaction anyway.
 244                  */
 245                 xfs_trans_ijoin(tp, ip, 0);
 246                 xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
 247                 error = xfs_trans_commit(tp, 0);
 248
 249                 lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 250                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 251         } else {
 252                 /*
 253                  * Timestamps/size haven't changed since last inode flush or
 254                  * inode transaction commit.  That means either nothing got
 255                  * written or a transaction committed which caught the updates.
 256                  * If the latter happened and the transaction hasn't hit the
 257                  * disk yet, the inode will be still be pinned.  If it is,
 258                  * force the log.
 259                  */
 260                 if (xfs_ipincount(ip))
 261                         lsn = ip->i_itemp->ili_last_lsn;
 262                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
 263         }
 264
 265         if (!error && lsn)
 266                 error = _xfs_log_force_lsn(mp, lsn, XFS_LOG_SYNC, &log_flushed);
 267
 268         /*
 269          * If we only have a single device, and the log force about was
 270          * a no-op we might have to flush the data device cache here.
 271          * This can only happen for fdatasync/O_DSYNC if we were overwriting
 272          * an already allocated file and thus do not have any metadata to
 273          * commit.
 274          */
 275         if ((mp->m_flags & XFS_MOUNT_BARRIER) &&
 276             mp->m_logdev_targp == mp->m_ddev_targp &&
 277             !XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) &&
 278             !log_flushed)
 279                 xfs_blkdev_issue_flush(mp->m_ddev_targp);
 280
 281         return -error;
 282 }
 283
 284 STATIC ssize_t
 285 xfs_file_aio_read(
 286         struct kiocb            *iocb,
 287         const struct iovec      *iovp,
 288         unsigned long           nr_segs,
 289         loff_t                  pos)
 290 {
 291         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 292         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 293         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 294         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 295         size_t                  size = 0;
 296         ssize_t                 ret = 0;
 297         int                     ioflags = 0;
 298         xfs_fsize_t             n;
 299         unsigned long           seg;
 300
 301         XFS_STATS_INC(xs_read_calls);
 302
 303         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
 304
 305         if (unlikely(file->f_flags & O_DIRECT))
 306                 ioflags |= IO_ISDIRECT;
 307         if (file->f_mode & FMODE_NOCMTIME)
 308                 ioflags |= IO_INVIS;
 309
 310         /* START copy & waste from filemap.c */
 311         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
 312                 const struct iovec *iv = &iovp[seg];
 313
 314                 /*
 315                  * If any segment has a negative length, or the cumulative
 316                  * length ever wraps negative then return -EINVAL.
 317                  */
 318                 size += iv->iov_len;
 319                 if (unlikely((ssize_t)(size|iv->iov_len) < 0))
 320                         return XFS_ERROR(-EINVAL);
 321         }
 322         /* END copy & waste from filemap.c */
 323
 324         if (unlikely(ioflags & IO_ISDIRECT)) {
 325                 xfs_buftarg_t   *target =
 326                         XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 327                                 mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 328                 if ((iocb->ki_pos & target->bt_smask) ||
 329                     (size & target->bt_smask)) {
 330                         if (iocb->ki_pos == i_size_read(inode))
 331                                 return 0;
 332                         return -XFS_ERROR(EINVAL);
 333                 }
 334         }
 335
 336         n = XFS_MAXIOFFSET(mp) - iocb->ki_pos;
 337         if (n <= 0 || size == 0)
 338                 return 0;
 339
 340         if (n < size)
 341                 size = n;
 342
 343         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
 344                 return -EIO;
 345
 346         /*
 347          * Locking is a bit tricky here. If we take an exclusive lock
 348          * for direct IO, we effectively serialise all new concurrent
 349          * read IO to this file and block it behind IO that is currently in
 350          * progress because IO in progress holds the IO lock shared. We only
 351          * need to hold the lock exclusive to blow away the page cache, so
 352          * only take lock exclusively if the page cache needs invalidation.
 353          * This allows the normal direct IO case of no page cache pages to
 354          * proceeed concurrently without serialisation.
 355          */
 356         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 357         if ((ioflags & IO_ISDIRECT) && inode->i_mapping->nrpages) {
 358                 xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 359                 xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 360
 361                 if (inode->i_mapping->nrpages) {
 362                         ret = -xfs_flushinval_pages(ip,
 363                                         (iocb->ki_pos & PAGE_CACHE_MASK),
 364                                         -1, FI_REMAPF_LOCKED);
 365                         if (ret) {
 366                                 xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 367                                 return ret;
 368                         }
 369                 }
 370                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 371         }
 372
 373         trace_xfs_file_read(ip, size, iocb->ki_pos, ioflags);
 374
 375         ret = generic_file_aio_read(iocb, iovp, nr_segs, iocb->ki_pos);
 376         if (ret > 0)
 377                 XFS_STATS_ADD(xs_read_bytes, ret);
 378
 379         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 380         return ret;
 381 }
 382
 383 STATIC ssize_t
 384 xfs_file_splice_read(
 385         struct file             *infilp,
 386         loff_t                  *ppos,
 387         struct pipe_inode_info  *pipe,
 388         size_t                  count,
 389         unsigned int            flags)
 390 {
 391         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(infilp->f_mapping->host);
 392         int                     ioflags = 0;
 393         ssize_t                 ret;
 394
 395         XFS_STATS_INC(xs_read_calls);
 396
 397         if (infilp->f_mode & FMODE_NOCMTIME)
 398                 ioflags |= IO_INVIS;
 399
 400         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 401                 return -EIO;
 402
 403         xfs_rw_ilock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 404
 405         trace_xfs_file_splice_read(ip, count, *ppos, ioflags);
 406
 407         ret = generic_file_splice_read(infilp, ppos, pipe, count, flags);
 408         if (ret > 0)
 409                 XFS_STATS_ADD(xs_read_bytes, ret);
 410
 411         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_SHARED);
 412         return ret;
 413 }
 414
 415 /*
 416  * xfs_file_splice_write() does not use xfs_rw_ilock() because
 417  * generic_file_splice_write() takes the i_mutex itself. This, in theory,
 418  * couuld cause lock inversions between the aio_write path and the splice path
 419  * if someone is doing concurrent splice(2) based writes and write(2) based
 420  * writes to the same inode. The only real way to fix this is to re-implement
 421  * the generic code here with correct locking orders.
 422  */
 423 STATIC ssize_t
 424 xfs_file_splice_write(
 425         struct pipe_inode_info  *pipe,
 426         struct file             *outfilp,
 427         loff_t                  *ppos,
 428         size_t                  count,
 429         unsigned int            flags)
 430 {
 431         struct inode            *inode = outfilp->f_mapping->host;
 432         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 433         int                     ioflags = 0;
 434         ssize_t                 ret;
 435
 436         XFS_STATS_INC(xs_write_calls);
 437
 438         if (outfilp->f_mode & FMODE_NOCMTIME)
 439                 ioflags |= IO_INVIS;
 440
 441         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 442                 return -EIO;
 443
 444         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 445
 446         trace_xfs_file_splice_write(ip, count, *ppos, ioflags);
 447
 448         ret = generic_file_splice_write(pipe, outfilp, ppos, count, flags);
 449         if (ret > 0)
 450                 XFS_STATS_ADD(xs_write_bytes, ret);
 451
 452         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 453         return ret;
 454 }
 455
 456 /*
 457  * This routine is called to handle zeroing any space in the last
 458  * block of the file that is beyond the EOF.  We do this since the
 459  * size is being increased without writing anything to that block
 460  * and we don't want anyone to read the garbage on the disk.
 461  */
 462 STATIC int                              /* error (positive) */
 463 xfs_zero_last_block(
 464         xfs_inode_t     *ip,
 465         xfs_fsize_t     offset,
 466         xfs_fsize_t     isize)
 467 {
 468         xfs_fileoff_t   last_fsb;
 469         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 470         int             nimaps;
 471         int             zero_offset;
 472         int             zero_len;
 473         int             error = 0;
 474         xfs_bmbt_irec_t imap;
 475
 476         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL));
 477
 478         zero_offset = XFS_B_FSB_OFFSET(mp, isize);
 479         if (zero_offset == 0) {
 480                 /*
 481                  * There are no extra bytes in the last block on disk to
 482                  * zero, so return.
 483                  */
 484                 return 0;
 485         }
 486
 487         last_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, isize);
 488         nimaps = 1;
 489         error = xfs_bmapi_read(ip, last_fsb, 1, &imap, &nimaps, 0);
 490         if (error)
 491                 return error;
 492         ASSERT(nimaps > 0);
 493         /*
 494          * If the block underlying isize is just a hole, then there
 495          * is nothing to zero.
 496          */
 497         if (imap.br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
 498                 return 0;
 499         }
 500         /*
 501          * Zero the part of the last block beyond the EOF, and write it
 502          * out sync.  We need to drop the ilock while we do this so we
 503          * don't deadlock when the buffer cache calls back to us.
 504          */
 505         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 506
 507         zero_len = mp->m_sb.sb_blocksize - zero_offset;
 508         if (isize + zero_len > offset)
 509                 zero_len = offset - isize;
 510         error = xfs_iozero(ip, isize, zero_len);
 511
 512         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 513         ASSERT(error >= 0);
 514         return error;
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Zero any on disk space between the current EOF and the new,
 519  * larger EOF.  This handles the normal case of zeroing the remainder
 520  * of the last block in the file and the unusual case of zeroing blocks
 521  * out beyond the size of the file.  This second case only happens
 522  * with fixed size extents and when the system crashes before the inode
 523  * size was updated but after blocks were allocated.  If fill is set,
 524  * then any holes in the range are filled and zeroed.  If not, the holes
 525  * are left alone as holes.
 526  */
 527
 528 int                                     /* error (positive) */
 529 xfs_zero_eof(
 530         xfs_inode_t     *ip,
 531         xfs_off_t       offset,         /* starting I/O offset */
 532         xfs_fsize_t     isize)          /* current inode size */
 533 {
 534         xfs_mount_t     *mp = ip->i_mount;
 535         xfs_fileoff_t   start_zero_fsb;
 536         xfs_fileoff_t   end_zero_fsb;
 537         xfs_fileoff_t   zero_count_fsb;
 538         xfs_fileoff_t   last_fsb;
 539         xfs_fileoff_t   zero_off;
 540         xfs_fsize_t     zero_len;
 541         int             nimaps;
 542         int             error = 0;
 543         xfs_bmbt_irec_t imap;
 544
 545         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL|XFS_IOLOCK_EXCL));
 546         ASSERT(offset > isize);
 547
 548         /*
 549          * First handle zeroing the block on which isize resides.
 550          * We only zero a part of that block so it is handled specially.
 551          */
 552         error = xfs_zero_last_block(ip, offset, isize);
 553         if (error) {
 554                 ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL|XFS_IOLOCK_EXCL));
 555                 return error;
 556         }
 557
 558         /*
 559          * Calculate the range between the new size and the old
 560          * where blocks needing to be zeroed may exist.  To get the
 561          * block where the last byte in the file currently resides,
 562          * we need to subtract one from the size and truncate back
 563          * to a block boundary.  We subtract 1 in case the size is
 564          * exactly on a block boundary.
 565          */
 566         last_fsb = isize ? XFS_B_TO_FSBT(mp, isize - 1) : (xfs_fileoff_t)-1;
 567         start_zero_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)isize);
 568         end_zero_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset - 1);
 569         ASSERT((xfs_sfiloff_t)last_fsb < (xfs_sfiloff_t)start_zero_fsb);
 570         if (last_fsb == end_zero_fsb) {
 571                 /*
 572                  * The size was only incremented on its last block.
 573                  * We took care of that above, so just return.
 574                  */
 575                 return 0;
 576         }
 577
 578         ASSERT(start_zero_fsb <= end_zero_fsb);
 579         while (start_zero_fsb <= end_zero_fsb) {
 580                 nimaps = 1;
 581                 zero_count_fsb = end_zero_fsb - start_zero_fsb + 1;
 582                 error = xfs_bmapi_read(ip, start_zero_fsb, zero_count_fsb,
 583                                           &imap, &nimaps, 0);
 584                 if (error) {
 585                         ASSERT(xfs_isilocked(ip, XFS_ILOCK_EXCL|XFS_IOLOCK_EXCL));
 586                         return error;
 587                 }
 588                 ASSERT(nimaps > 0);
 589
 590                 if (imap.br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN ||
 591                     imap.br_startblock == HOLESTARTBLOCK) {
 592                         /*
 593                          * This loop handles initializing pages that were
 594                          * partially initialized by the code below this
 595                          * loop. It basically zeroes the part of the page
 596                          * that sits on a hole and sets the page as P_HOLE
 597                          * and calls remapf if it is a mapped file.
 598                          */
 599                         start_zero_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
 600                         ASSERT(start_zero_fsb <= (end_zero_fsb + 1));
 601                         continue;
 602                 }
 603
 604                 /*
 605                  * There are blocks we need to zero.
 606                  * Drop the inode lock while we're doing the I/O.
 607                  * We'll still have the iolock to protect us.
 608                  */
 609                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 610
 611                 zero_off = XFS_FSB_TO_B(mp, start_zero_fsb);
 612                 zero_len = XFS_FSB_TO_B(mp, imap.br_blockcount);
 613
 614                 if ((zero_off + zero_len) > offset)
 615                         zero_len = offset - zero_off;
 616
 617                 error = xfs_iozero(ip, zero_off, zero_len);
 618                 if (error) {
 619                         goto out_lock;
 620                 }
 621
 622                 start_zero_fsb = imap.br_startoff + imap.br_blockcount;
 623                 ASSERT(start_zero_fsb <= (end_zero_fsb + 1));
 624
 625                 xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 626         }
 627
 628         return 0;
 629
 630 out_lock:
 631         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 632         ASSERT(error >= 0);
 633         return error;
 634 }
 635
 636 /*
 637  * Common pre-write limit and setup checks.
 638  *
 639  * Returns with iolock held according to @iolock.
 640  */
 641 STATIC ssize_t
 642 xfs_file_aio_write_checks(
 643         struct file             *file,
 644         loff_t                  *pos,
 645         size_t                  *count,
 646         int                     *iolock)
 647 {
 648         struct inode            *inode = file->f_mapping->host;
 649         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 650         int                     error = 0;
 651
 652         xfs_rw_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 653 restart:
 654         error = generic_write_checks(file, pos, count, S_ISBLK(inode->i_mode));
 655         if (error) {
 656                 xfs_rw_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL | *iolock);
 657                 *iolock = 0;
 658                 return error;
 659         }
 660
 661         if (likely(!(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME)))
 662                 file_update_time(file);
 663
 664         /*
 665          * If the offset is beyond the size of the file, we need to zero any
 666          * blocks that fall between the existing EOF and the start of this
 667          * write.  If zeroing is needed and we are currently holding the
 668          * iolock shared, we need to update it to exclusive which involves
 669          * dropping all locks and relocking to maintain correct locking order.
 670          * If we do this, restart the function to ensure all checks and values
 671          * are still valid.
 672          */
 673         if (*pos > i_size_read(inode)) {
 674                 if (*iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 675                         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL | *iolock);
 676                         *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 677                         xfs_rw_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL | *iolock);
 678                         goto restart;
 679                 }
 680                 error = -xfs_zero_eof(ip, *pos, i_size_read(inode));
 681         }
 682         xfs_rw_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
 683         if (error)
 684                 return error;
 685
 686         /*
 687          * If we're writing the file then make sure to clear the setuid and
 688          * setgid bits if the process is not being run by root.  This keeps
 689          * people from modifying setuid and setgid binaries.
 690          */
 691         return file_remove_suid(file);
 692
 693 }
 694
 695 /*
 696  * xfs_file_dio_aio_write - handle direct IO writes
 697  *
 698  * Lock the inode appropriately to prepare for and issue a direct IO write.
 699  * By separating it from the buffered write path we remove all the tricky to
 700  * follow locking changes and looping.
 701  *
 702  * If there are cached pages or we're extending the file, we need IOLOCK_EXCL
 703  * until we're sure the bytes at the new EOF have been zeroed and/or the cached
 704  * pages are flushed out.
 705  *
 706  * In most cases the direct IO writes will be done holding IOLOCK_SHARED
 707  * allowing them to be done in parallel with reads and other direct IO writes.
 708  * However, if the IO is not aligned to filesystem blocks, the direct IO layer
 709  * needs to do sub-block zeroing and that requires serialisation against other
 710  * direct IOs to the same block. In this case we need to serialise the
 711  * submission of the unaligned IOs so that we don't get racing block zeroing in
 712  * the dio layer.  To avoid the problem with aio, we also need to wait for
 713  * outstanding IOs to complete so that unwritten extent conversion is completed
 714  * before we try to map the overlapping block. This is currently implemented by
 715  * hitting it with a big hammer (i.e. inode_dio_wait()).
 716  *
 717  * Returns with locks held indicated by @iolock and errors indicated by
 718  * negative return values.
 719  */
 720 STATIC ssize_t
 721 xfs_file_dio_aio_write(
 722         struct kiocb            *iocb,
 723         const struct iovec      *iovp,
 724         unsigned long           nr_segs,
 725         loff_t                  pos,
 726         size_t                  ocount,
 727         int                     *iolock)
 728 {
 729         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 730         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 731         struct inode            *inode = mapping->host;
 732         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 733         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
 734         ssize_t                 ret = 0;
 735         size_t                  count = ocount;
 736         int                     unaligned_io = 0;
 737         struct xfs_buftarg      *target = XFS_IS_REALTIME_INODE(ip) ?
 738                                         mp->m_rtdev_targp : mp->m_ddev_targp;
 739
 740         *iolock = 0;
 741         if ((pos & target->bt_smask) || (count & target->bt_smask))
 742                 return -XFS_ERROR(EINVAL);
 743
 744         if ((pos & mp->m_blockmask) || ((pos + count) & mp->m_blockmask))
 745                 unaligned_io = 1;
 746
 747         /*
 748          * We don't need to take an exclusive lock unless there page cache needs
 749          * to be invalidated or unaligned IO is being executed. We don't need to
 750          * consider the EOF extension case here because
 751          * xfs_file_aio_write_checks() will relock the inode as necessary for
 752          * EOF zeroing cases and fill out the new inode size as appropriate.
 753          */
 754         if (unaligned_io || mapping->nrpages)
 755                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 756         else
 757                 *iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 758         xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
 759
 760         /*
 761          * Recheck if there are cached pages that need invalidate after we got
 762          * the iolock to protect against other threads adding new pages while
 763          * we were waiting for the iolock.
 764          */
 765         if (mapping->nrpages && *iolock == XFS_IOLOCK_SHARED) {
 766                 xfs_rw_iunlock(ip, *iolock);
 767                 *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 768                 xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
 769         }
 770
 771         ret = xfs_file_aio_write_checks(file, &pos, &count, iolock);
 772         if (ret)
 773                 return ret;
 774
 775         if (mapping->nrpages) {
 776                 ret = -xfs_flushinval_pages(ip, (pos & PAGE_CACHE_MASK), -1,
 777                                                         FI_REMAPF_LOCKED);
 778                 if (ret)
 779                         return ret;
 780         }
 781
 782         /*
 783          * If we are doing unaligned IO, wait for all other IO to drain,
 784          * otherwise demote the lock if we had to flush cached pages
 785          */
 786         if (unaligned_io)
 787                 inode_dio_wait(inode);
 788         else if (*iolock == XFS_IOLOCK_EXCL) {
 789                 xfs_rw_ilock_demote(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 790                 *iolock = XFS_IOLOCK_SHARED;
 791         }
 792
 793         trace_xfs_file_direct_write(ip, count, iocb->ki_pos, 0);
 794         ret = generic_file_direct_write(iocb, iovp,
 795                         &nr_segs, pos, &iocb->ki_pos, count, ocount);
 796
 797         /* No fallback to buffered IO on errors for XFS. */
 798         ASSERT(ret < 0 || ret == count);
 799         return ret;
 800 }
 801
 802 STATIC ssize_t
 803 xfs_file_buffered_aio_write(
 804         struct kiocb            *iocb,
 805         const struct iovec      *iovp,
 806         unsigned long           nr_segs,
 807         loff_t                  pos,
 808         size_t                  ocount,
 809         int                     *iolock)
 810 {
 811         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 812         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 813         struct inode            *inode = mapping->host;
 814         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 815         ssize_t                 ret;
 816         int                     enospc = 0;
 817         size_t                  count = ocount;
 818
 819         *iolock = XFS_IOLOCK_EXCL;
 820         xfs_rw_ilock(ip, *iolock);
 821
 822         ret = xfs_file_aio_write_checks(file, &pos, &count, iolock);
 823         if (ret)
 824                 return ret;
 825
 826         /* We can write back this queue in page reclaim */
 827         current->backing_dev_info = mapping->backing_dev_info;
 828
 829 write_retry:
 830         trace_xfs_file_buffered_write(ip, count, iocb->ki_pos, 0);
 831         ret = generic_file_buffered_write(iocb, iovp, nr_segs,
 832                         pos, &iocb->ki_pos, count, ret);
 833         /*
 834          * if we just got an ENOSPC, flush the inode now we aren't holding any
 835          * page locks and retry *once*
 836          */
 837         if (ret == -ENOSPC && !enospc) {
 838                 ret = -xfs_flush_pages(ip, 0, -1, 0, FI_NONE);
 839                 if (ret)
 840                         return ret;
 841                 enospc = 1;
 842                 goto write_retry;
 843         }
 844         current->backing_dev_info = NULL;
 845         return ret;
 846 }
 847
 848 STATIC ssize_t
 849 xfs_file_aio_write(
 850         struct kiocb            *iocb,
 851         const struct iovec      *iovp,
 852         unsigned long           nr_segs,
 853         loff_t                  pos)
 854 {
 855         struct file             *file = iocb->ki_filp;
 856         struct address_space    *mapping = file->f_mapping;
 857         struct inode            *inode = mapping->host;
 858         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
 859         ssize_t                 ret;
 860         int                     iolock;
 861         size_t                  ocount = 0;
 862
 863         XFS_STATS_INC(xs_write_calls);
 864
 865         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
 866
 867         ret = generic_segment_checks(iovp, &nr_segs, &ocount, VERIFY_READ);
 868         if (ret)
 869                 return ret;
 870
 871         if (ocount == 0)
 872                 return 0;
 873
 874         xfs_wait_for_freeze(ip->i_mount, SB_FREEZE_WRITE);
 875
 876         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount))
 877                 return -EIO;
 878
 879         if (unlikely(file->f_flags & O_DIRECT))
 880                 ret = xfs_file_dio_aio_write(iocb, iovp, nr_segs, pos,
 881                                                 ocount, &iolock);
 882         else
 883                 ret = xfs_file_buffered_aio_write(iocb, iovp, nr_segs, pos,
 884                                                 ocount, &iolock);
 885
 886         if (ret <= 0)
 887                 goto out_unlock;
 888
 889         XFS_STATS_ADD(xs_write_bytes, ret);
 890
 891         /* Handle various SYNC-type writes */
 892         if ((file->f_flags & O_DSYNC) || IS_SYNC(inode)) {
 893                 loff_t end = pos + ret - 1;
 894                 int error;
 895
 896                 xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 897                 error = xfs_file_fsync(file, pos, end,
 898                                       (file->f_flags & __O_SYNC) ? 0 : 1);
 899                 xfs_rw_ilock(ip, iolock);
 900                 if (error)
 901                         ret = error;
 902         }
 903
 904 out_unlock:
 905         xfs_rw_iunlock(ip, iolock);
 906         return ret;
 907 }
 908
 909 STATIC long
 910 xfs_file_fallocate(
 911         struct file     *file,
 912         int             mode,
 913         loff_t          offset,
 914         loff_t          len)
 915 {
 916         struct inode    *inode = file->f_path.dentry->d_inode;
 917         long            error;
 918         loff_t          new_size = 0;
 919         xfs_flock64_t   bf;
 920         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
 921         int             cmd = XFS_IOC_RESVSP;
 922         int             attr_flags = XFS_ATTR_NOLOCK;
 923
 924         if (mode & ~(FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE))
 925                 return -EOPNOTSUPP;
 926
 927         bf.l_whence = 0;
 928         bf.l_start = offset;
 929         bf.l_len = len;
 930
 931         xfs_ilock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 932
 933         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE)
 934                 cmd = XFS_IOC_UNRESVSP;
 935
 936         /* check the new inode size is valid before allocating */
 937         if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
 938             offset + len > i_size_read(inode)) {
 939                 new_size = offset + len;
 940                 error = inode_newsize_ok(inode, new_size);
 941                 if (error)
 942                         goto out_unlock;
 943         }
 944
 945         if (file->f_flags & O_DSYNC)
 946                 attr_flags |= XFS_ATTR_SYNC;
 947
 948         error = -xfs_change_file_space(ip, cmd, &bf, 0, attr_flags);
 949         if (error)
 950                 goto out_unlock;
 951
 952         /* Change file size if needed */
 953         if (new_size) {
 954                 struct iattr iattr;
 955
 956                 iattr.ia_valid = ATTR_SIZE;
 957                 iattr.ia_size = new_size;
 958                 error = -xfs_setattr_size(ip, &iattr, XFS_ATTR_NOLOCK);
 959         }
 960
 961 out_unlock:
 962         xfs_iunlock(ip, XFS_IOLOCK_EXCL);
 963         return error;
 964 }
 965
 966
 967 STATIC int
 968 xfs_file_open(
 969         struct inode    *inode,
 970         struct file     *file)
 971 {
 972         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE) && i_size_read(inode) > MAX_NON_LFS)
 973                 return -EFBIG;
 974         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(XFS_M(inode->i_sb)))
 975                 return -EIO;
 976         return 0;
 977 }
 978
 979 STATIC int
 980 xfs_dir_open(
 981         struct inode    *inode,
 982         struct file     *file)
 983 {
 984         struct xfs_inode *ip = XFS_I(inode);
 985         int             mode;
 986         int             error;
 987
 988         error = xfs_file_open(inode, file);
 989         if (error)
 990                 return error;
 991
 992         /*
 993          * If there are any blocks, read-ahead block 0 as we're almost
 994          * certain to have the next operation be a read there.
 995          */
 996         mode = xfs_ilock_map_shared(ip);
 997         if (ip->i_d.di_nextents > 0)
 998                 xfs_da_reada_buf(NULL, ip, 0, XFS_DATA_FORK);
 999         xfs_iunlock(ip, mode);
1000         return 0;
1001 }
1002
1003 STATIC int
1004 xfs_file_release(
1005         struct inode    *inode,
1006         struct file     *filp)
1007 {
1008         return -xfs_release(XFS_I(inode));
1009 }
1010
1011 STATIC int
1012 xfs_file_readdir(
1013         struct file     *filp,
1014         void            *dirent,
1015         filldir_t       filldir)
1016 {
1017         struct inode    *inode = filp->f_path.dentry->d_inode;
1018         xfs_inode_t     *ip = XFS_I(inode);
1019         int             error;
1020         size_t          bufsize;
1021
1022         /*
1023          * The Linux API doesn't pass down the total size of the buffer
1024          * we read into down to the filesystem.  With the filldir concept
1025          * it's not needed for correct information, but the XFS dir2 leaf
1026          * code wants an estimate of the buffer size to calculate it's
1027          * readahead window and size the buffers used for mapping to
1028          * physical blocks.
1029          *
1030          * Try to give it an estimate that's good enough, maybe at some
1031          * point we can change the ->readdir prototype to include the
1032          * buffer size.  For now we use the current glibc buffer size.
1033          */
1034         bufsize = (size_t)min_t(loff_t, 32768, ip->i_d.di_size);
1035
1036         error = xfs_readdir(ip, dirent, bufsize,
1037                                 (xfs_off_t *)&filp->f_pos, filldir);
1038         if (error)
1039                 return -error;
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 STATIC int
1044 xfs_file_mmap(
1045         struct file     *filp,
1046         struct vm_area_struct *vma)
1047 {
1048         vma->vm_ops = &xfs_file_vm_ops;
1049         vma->vm_flags |= VM_CAN_NONLINEAR;
1050
1051         file_accessed(filp);
1052         return 0;
1053 }
1054
1055 /*
1056  * mmap()d file has taken write protection fault and is being made
1057  * writable. We can set the page state up correctly for a writable
1058  * page, which means we can do correct delalloc accounting (ENOSPC
1059  * checking!) and unwritten extent mapping.
1060  */
1061 STATIC int
1062 xfs_vm_page_mkwrite(
1063         struct vm_area_struct   *vma,
1064         struct vm_fault         *vmf)
1065 {
1066         return block_page_mkwrite(vma, vmf, xfs_get_blocks);
1067 }
1068
1069 const struct file_operations xfs_file_operations = {
1070         .llseek         = generic_file_llseek,
1071         .read           = do_sync_read,
1072         .write          = do_sync_write,
1073         .aio_read       = xfs_file_aio_read,
1074         .aio_write      = xfs_file_aio_write,
1075         .splice_read    = xfs_file_splice_read,
1076         .splice_write   = xfs_file_splice_write,
1077         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1078 #ifdef CONFIG_COMPAT
1079         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1080 #endif
1081         .mmap           = xfs_file_mmap,
1082         .open           = xfs_file_open,
1083         .release        = xfs_file_release,
1084         .fsync          = xfs_file_fsync,
1085         .fallocate      = xfs_file_fallocate,
1086 };
1087
1088 const struct file_operations xfs_dir_file_operations = {
1089         .open           = xfs_dir_open,
1090         .read           = generic_read_dir,
1091         .readdir        = xfs_file_readdir,
1092         .llseek         = generic_file_llseek,
1093         .unlocked_ioctl = xfs_file_ioctl,
1094 #ifdef CONFIG_COMPAT
1095         .compat_ioctl   = xfs_file_compat_ioctl,
1096 #endif
1097         .fsync          = xfs_dir_fsync,
1098 };
1099
1100 static const struct vm_operations_struct xfs_file_vm_ops = {
1101         .fault          = filemap_fault,
1102         .page_mkwrite   = xfs_vm_page_mkwrite,
1103 };