fs/iomap/buffered-io.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2010 Red Hat, Inc.
   4  * Copyright (C) 2016-2019 Christoph Hellwig.
   5  */
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/compiler.h>
   8 #include <linux/fs.h>
   9 #include <linux/iomap.h>
  10 #include <linux/pagemap.h>
  11 #include <linux/uio.h>
  12 #include <linux/buffer_head.h>
  13 #include <linux/dax.h>
  14 #include <linux/writeback.h>
  15 #include <linux/list_sort.h>
  16 #include <linux/swap.h>
  17 #include <linux/bio.h>
  18 #include <linux/sched/signal.h>
  19 #include <linux/migrate.h>
  20 #include "trace.h"
  21
  22 #include "../internal.h"
  23
  24 /*
  25  * Structure allocated for each page when block size < PAGE_SIZE to track
  26  * sub-page uptodate status and I/O completions.
  27  */
  28 struct iomap_page {
  29         atomic_t                read_count;
  30         atomic_t                write_count;
  31         DECLARE_BITMAP(uptodate, PAGE_SIZE / 512);
  32 };
  33
  34 static inline struct iomap_page *to_iomap_page(struct page *page)
  35 {
  36         if (page_has_private(page))
  37                 return (struct iomap_page *)page_private(page);
  38         return NULL;
  39 }
  40
  41 static struct bio_set iomap_ioend_bioset;
  42
  43 static struct iomap_page *
  44 iomap_page_create(struct inode *inode, struct page *page)
  45 {
  46         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
  47
  48         if (iop || i_blocksize(inode) == PAGE_SIZE)
  49                 return iop;
  50
  51         iop = kmalloc(sizeof(*iop), GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
  52         atomic_set(&iop->read_count, 0);
  53         atomic_set(&iop->write_count, 0);
  54         bitmap_zero(iop->uptodate, PAGE_SIZE / SECTOR_SIZE);
  55
  56         /*
  57          * migrate_page_move_mapping() assumes that pages with private data have
  58          * their count elevated by 1.
  59          */
  60         get_page(page);
  61         set_page_private(page, (unsigned long)iop);
  62         SetPagePrivate(page);
  63         return iop;
  64 }
  65
  66 static void
  67 iomap_page_release(struct page *page)
  68 {
  69         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
  70
  71         if (!iop)
  72                 return;
  73         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&iop->read_count));
  74         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&iop->write_count));
  75         ClearPagePrivate(page);
  76         set_page_private(page, 0);
  77         put_page(page);
  78         kfree(iop);
  79 }
  80
  81 /*
  82  * Calculate the range inside the page that we actually need to read.
  83  */
  84 static void
  85 iomap_adjust_read_range(struct inode *inode, struct iomap_page *iop,
  86                 loff_t *pos, loff_t length, unsigned *offp, unsigned *lenp)
  87 {
  88         loff_t orig_pos = *pos;
  89         loff_t isize = i_size_read(inode);
  90         unsigned block_bits = inode->i_blkbits;
  91         unsigned block_size = (1 << block_bits);
  92         unsigned poff = offset_in_page(*pos);
  93         unsigned plen = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - poff, length);
  94         unsigned first = poff >> block_bits;
  95         unsigned last = (poff + plen - 1) >> block_bits;
  96
  97         /*
  98          * If the block size is smaller than the page size we need to check the
  99          * per-block uptodate status and adjust the offset and length if needed
 100          * to avoid reading in already uptodate ranges.
 101          */
 102         if (iop) {
 103                 unsigned int i;
 104
 105                 /* move forward for each leading block marked uptodate */
 106                 for (i = first; i <= last; i++) {
 107                         if (!test_bit(i, iop->uptodate))
 108                                 break;
 109                         *pos += block_size;
 110                         poff += block_size;
 111                         plen -= block_size;
 112                         first++;
 113                 }
 114
 115                 /* truncate len if we find any trailing uptodate block(s) */
 116                 for ( ; i <= last; i++) {
 117                         if (test_bit(i, iop->uptodate)) {
 118                                 plen -= (last - i + 1) * block_size;
 119                                 last = i - 1;
 120                                 break;
 121                         }
 122                 }
 123         }
 124
 125         /*
 126          * If the extent spans the block that contains the i_size we need to
 127          * handle both halves separately so that we properly zero data in the
 128          * page cache for blocks that are entirely outside of i_size.
 129          */
 130         if (orig_pos <= isize && orig_pos + length > isize) {
 131                 unsigned end = offset_in_page(isize - 1) >> block_bits;
 132
 133                 if (first <= end && last > end)
 134                         plen -= (last - end) * block_size;
 135         }
 136
 137         *offp = poff;
 138         *lenp = plen;
 139 }
 140
 141 static void
 142 iomap_set_range_uptodate(struct page *page, unsigned off, unsigned len)
 143 {
 144         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
 145         struct inode *inode = page->mapping->host;
 146         unsigned first = off >> inode->i_blkbits;
 147         unsigned last = (off + len - 1) >> inode->i_blkbits;
 148         unsigned int i;
 149         bool uptodate = true;
 150
 151         if (iop) {
 152                 for (i = 0; i < PAGE_SIZE / i_blocksize(inode); i++) {
 153                         if (i >= first && i <= last)
 154                                 set_bit(i, iop->uptodate);
 155                         else if (!test_bit(i, iop->uptodate))
 156                                 uptodate = false;
 157                 }
 158         }
 159
 160         if (uptodate && !PageError(page))
 161                 SetPageUptodate(page);
 162 }
 163
 164 static void
 165 iomap_read_finish(struct iomap_page *iop, struct page *page)
 166 {
 167         if (!iop || atomic_dec_and_test(&iop->read_count))
 168                 unlock_page(page);
 169 }
 170
 171 static void
 172 iomap_read_page_end_io(struct bio_vec *bvec, int error)
 173 {
 174         struct page *page = bvec->bv_page;
 175         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
 176
 177         if (unlikely(error)) {
 178                 ClearPageUptodate(page);
 179                 SetPageError(page);
 180         } else {
 181                 iomap_set_range_uptodate(page, bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
 182         }
 183
 184         iomap_read_finish(iop, page);
 185 }
 186
 187 static void
 188 iomap_read_end_io(struct bio *bio)
 189 {
 190         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
 191         struct bio_vec *bvec;
 192         struct bvec_iter_all iter_all;
 193
 194         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
 195                 iomap_read_page_end_io(bvec, error);
 196         bio_put(bio);
 197 }
 198
 199 struct iomap_readpage_ctx {
 200         struct page             *cur_page;
 201         bool                    cur_page_in_bio;
 202         bool                    is_readahead;
 203         struct bio              *bio;
 204         struct list_head        *pages;
 205 };
 206
 207 static void
 208 iomap_read_inline_data(struct inode *inode, struct page *page,
 209                 struct iomap *iomap)
 210 {
 211         size_t size = i_size_read(inode);
 212         void *addr;
 213
 214         if (PageUptodate(page))
 215                 return;
 216
 217         BUG_ON(page->index);
 218         BUG_ON(size > PAGE_SIZE - offset_in_page(iomap->inline_data));
 219
 220         addr = kmap_atomic(page);
 221         memcpy(addr, iomap->inline_data, size);
 222         memset(addr + size, 0, PAGE_SIZE - size);
 223         kunmap_atomic(addr);
 224         SetPageUptodate(page);
 225 }
 226
 227 static inline bool iomap_block_needs_zeroing(struct inode *inode,
 228                 struct iomap *iomap, loff_t pos)
 229 {
 230         return iomap->type != IOMAP_MAPPED ||
 231                 (iomap->flags & IOMAP_F_NEW) ||
 232                 pos >= i_size_read(inode);
 233 }
 234
 235 static loff_t
 236 iomap_readpage_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length, void *data,
 237                 struct iomap *iomap)
 238 {
 239         struct iomap_readpage_ctx *ctx = data;
 240         struct page *page = ctx->cur_page;
 241         struct iomap_page *iop = iomap_page_create(inode, page);
 242         bool same_page = false, is_contig = false;
 243         loff_t orig_pos = pos;
 244         unsigned poff, plen;
 245         sector_t sector;
 246
 247         if (iomap->type == IOMAP_INLINE) {
 248                 WARN_ON_ONCE(pos);
 249                 iomap_read_inline_data(inode, page, iomap);
 250                 return PAGE_SIZE;
 251         }
 252
 253         /* zero post-eof blocks as the page may be mapped */
 254         iomap_adjust_read_range(inode, iop, &pos, length, &poff, &plen);
 255         if (plen == 0)
 256                 goto done;
 257
 258         if (iomap_block_needs_zeroing(inode, iomap, pos)) {
 259                 zero_user(page, poff, plen);
 260                 iomap_set_range_uptodate(page, poff, plen);
 261                 goto done;
 262         }
 263
 264         ctx->cur_page_in_bio = true;
 265
 266         /*
 267          * Try to merge into a previous segment if we can.
 268          */
 269         sector = iomap_sector(iomap, pos);
 270         if (ctx->bio && bio_end_sector(ctx->bio) == sector)
 271                 is_contig = true;
 272
 273         if (is_contig &&
 274             __bio_try_merge_page(ctx->bio, page, plen, poff, &same_page)) {
 275                 if (!same_page && iop)
 276                         atomic_inc(&iop->read_count);
 277                 goto done;
 278         }
 279
 280         /*
 281          * If we start a new segment we need to increase the read count, and we
 282          * need to do so before submitting any previous full bio to make sure
 283          * that we don't prematurely unlock the page.
 284          */
 285         if (iop)
 286                 atomic_inc(&iop->read_count);
 287
 288         if (!ctx->bio || !is_contig || bio_full(ctx->bio, plen)) {
 289                 gfp_t gfp = mapping_gfp_constraint(page->mapping, GFP_KERNEL);
 290                 int nr_vecs = (length + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 291
 292                 if (ctx->bio)
 293                         submit_bio(ctx->bio);
 294
 295                 if (ctx->is_readahead) /* same as readahead_gfp_mask */
 296                         gfp |= __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 297                 ctx->bio = bio_alloc(gfp, min(BIO_MAX_PAGES, nr_vecs));
 298                 ctx->bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 299                 if (ctx->is_readahead)
 300                         ctx->bio->bi_opf |= REQ_RAHEAD;
 301                 ctx->bio->bi_iter.bi_sector = sector;
 302                 bio_set_dev(ctx->bio, iomap->bdev);
 303                 ctx->bio->bi_end_io = iomap_read_end_io;
 304         }
 305
 306         bio_add_page(ctx->bio, page, plen, poff);
 307 done:
 308         /*
 309          * Move the caller beyond our range so that it keeps making progress.
 310          * For that we have to include any leading non-uptodate ranges, but
 311          * we can skip trailing ones as they will be handled in the next
 312          * iteration.
 313          */
 314         return pos - orig_pos + plen;
 315 }
 316
 317 int
 318 iomap_readpage(struct page *page, const struct iomap_ops *ops)
 319 {
 320         struct iomap_readpage_ctx ctx = { .cur_page = page };
 321         struct inode *inode = page->mapping->host;
 322         unsigned poff;
 323         loff_t ret;
 324
 325         trace_iomap_readpage(page->mapping->host, 1);
 326
 327         for (poff = 0; poff < PAGE_SIZE; poff += ret) {
 328                 ret = iomap_apply(inode, page_offset(page) + poff,
 329                                 PAGE_SIZE - poff, 0, ops, &ctx,
 330                                 iomap_readpage_actor);
 331                 if (ret <= 0) {
 332                         WARN_ON_ONCE(ret == 0);
 333                         SetPageError(page);
 334                         break;
 335                 }
 336         }
 337
 338         if (ctx.bio) {
 339                 submit_bio(ctx.bio);
 340                 WARN_ON_ONCE(!ctx.cur_page_in_bio);
 341         } else {
 342                 WARN_ON_ONCE(ctx.cur_page_in_bio);
 343                 unlock_page(page);
 344         }
 345
 346         /*
 347          * Just like mpage_readpages and block_read_full_page we always
 348          * return 0 and just mark the page as PageError on errors.  This
 349          * should be cleaned up all through the stack eventually.
 350          */
 351         return 0;
 352 }
 353 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_readpage);
 354
 355 static struct page *
 356 iomap_next_page(struct inode *inode, struct list_head *pages, loff_t pos,
 357                 loff_t length, loff_t *done)
 358 {
 359         while (!list_empty(pages)) {
 360                 struct page *page = lru_to_page(pages);
 361
 362                 if (page_offset(page) >= (u64)pos + length)
 363                         break;
 364
 365                 list_del(&page->lru);
 366                 if (!add_to_page_cache_lru(page, inode->i_mapping, page->index,
 367                                 GFP_NOFS))
 368                         return page;
 369
 370                 /*
 371                  * If we already have a page in the page cache at index we are
 372                  * done.  Upper layers don't care if it is uptodate after the
 373                  * readpages call itself as every page gets checked again once
 374                  * actually needed.
 375                  */
 376                 *done += PAGE_SIZE;
 377                 put_page(page);
 378         }
 379
 380         return NULL;
 381 }
 382
 383 static loff_t
 384 iomap_readpages_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
 385                 void *data, struct iomap *iomap)
 386 {
 387         struct iomap_readpage_ctx *ctx = data;
 388         loff_t done, ret;
 389
 390         for (done = 0; done < length; done += ret) {
 391                 if (ctx->cur_page && offset_in_page(pos + done) == 0) {
 392                         if (!ctx->cur_page_in_bio)
 393                                 unlock_page(ctx->cur_page);
 394                         put_page(ctx->cur_page);
 395                         ctx->cur_page = NULL;
 396                 }
 397                 if (!ctx->cur_page) {
 398                         ctx->cur_page = iomap_next_page(inode, ctx->pages,
 399                                         pos, length, &done);
 400                         if (!ctx->cur_page)
 401                                 break;
 402                         ctx->cur_page_in_bio = false;
 403                 }
 404                 ret = iomap_readpage_actor(inode, pos + done, length - done,
 405                                 ctx, iomap);
 406         }
 407
 408         return done;
 409 }
 410
 411 int
 412 iomap_readpages(struct address_space *mapping, struct list_head *pages,
 413                 unsigned nr_pages, const struct iomap_ops *ops)
 414 {
 415         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
 416                 .pages          = pages,
 417                 .is_readahead   = true,
 418         };
 419         loff_t pos = page_offset(list_entry(pages->prev, struct page, lru));
 420         loff_t last = page_offset(list_entry(pages->next, struct page, lru));
 421         loff_t length = last - pos + PAGE_SIZE, ret = 0;
 422
 423         trace_iomap_readpages(mapping->host, nr_pages);
 424
 425         while (length > 0) {
 426                 ret = iomap_apply(mapping->host, pos, length, 0, ops,
 427                                 &ctx, iomap_readpages_actor);
 428                 if (ret <= 0) {
 429                         WARN_ON_ONCE(ret == 0);
 430                         goto done;
 431                 }
 432                 pos += ret;
 433                 length -= ret;
 434         }
 435         ret = 0;
 436 done:
 437         if (ctx.bio)
 438                 submit_bio(ctx.bio);
 439         if (ctx.cur_page) {
 440                 if (!ctx.cur_page_in_bio)
 441                         unlock_page(ctx.cur_page);
 442                 put_page(ctx.cur_page);
 443         }
 444
 445         /*
 446          * Check that we didn't lose a page due to the arcance calling
 447          * conventions..
 448          */
 449         WARN_ON_ONCE(!ret && !list_empty(ctx.pages));
 450         return ret;
 451 }
 452 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_readpages);
 453
 454 /*
 455  * iomap_is_partially_uptodate checks whether blocks within a page are
 456  * uptodate or not.
 457  *
 458  * Returns true if all blocks which correspond to a file portion
 459  * we want to read within the page are uptodate.
 460  */
 461 int
 462 iomap_is_partially_uptodate(struct page *page, unsigned long from,
 463                 unsigned long count)
 464 {
 465         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
 466         struct inode *inode = page->mapping->host;
 467         unsigned len, first, last;
 468         unsigned i;
 469
 470         /* Limit range to one page */
 471         len = min_t(unsigned, PAGE_SIZE - from, count);
 472
 473         /* First and last blocks in range within page */
 474         first = from >> inode->i_blkbits;
 475         last = (from + len - 1) >> inode->i_blkbits;
 476
 477         if (iop) {
 478                 for (i = first; i <= last; i++)
 479                         if (!test_bit(i, iop->uptodate))
 480                                 return 0;
 481                 return 1;
 482         }
 483
 484         return 0;
 485 }
 486 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_is_partially_uptodate);
 487
 488 int
 489 iomap_releasepage(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
 490 {
 491         trace_iomap_releasepage(page->mapping->host, page, 0, 0);
 492
 493         /*
 494          * mm accommodates an old ext3 case where clean pages might not have had
 495          * the dirty bit cleared. Thus, it can send actual dirty pages to
 496          * ->releasepage() via shrink_active_list(), skip those here.
 497          */
 498         if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
 499                 return 0;
 500         iomap_page_release(page);
 501         return 1;
 502 }
 503 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_releasepage);
 504
 505 void
 506 iomap_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset, unsigned int len)
 507 {
 508         trace_iomap_invalidatepage(page->mapping->host, page, offset, len);
 509
 510         /*
 511          * If we are invalidating the entire page, clear the dirty state from it
 512          * and release it to avoid unnecessary buildup of the LRU.
 513          */
 514         if (offset == 0 && len == PAGE_SIZE) {
 515                 WARN_ON_ONCE(PageWriteback(page));
 516                 cancel_dirty_page(page);
 517                 iomap_page_release(page);
 518         }
 519 }
 520 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_invalidatepage);
 521
 522 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 523 int
 524 iomap_migrate_page(struct address_space *mapping, struct page *newpage,
 525                 struct page *page, enum migrate_mode mode)
 526 {
 527         int ret;
 528
 529         ret = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, 0);
 530         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 531                 return ret;
 532
 533         if (page_has_private(page)) {
 534                 ClearPagePrivate(page);
 535                 get_page(newpage);
 536                 set_page_private(newpage, page_private(page));
 537                 set_page_private(page, 0);
 538                 put_page(page);
 539                 SetPagePrivate(newpage);
 540         }
 541
 542         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 543                 migrate_page_copy(newpage, page);
 544         else
 545                 migrate_page_states(newpage, page);
 546         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 547 }
 548 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_migrate_page);
 549 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
 550
 551 static void
 552 iomap_write_failed(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len)
 553 {
 554         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 555
 556         /*
 557          * Only truncate newly allocated pages beyoned EOF, even if the
 558          * write started inside the existing inode size.
 559          */
 560         if (pos + len > i_size)
 561                 truncate_pagecache_range(inode, max(pos, i_size), pos + len);
 562 }
 563
 564 static int
 565 iomap_read_page_sync(struct inode *inode, loff_t block_start, struct page *page,
 566                 unsigned poff, unsigned plen, unsigned from, unsigned to,
 567                 struct iomap *iomap)
 568 {
 569         struct bio_vec bvec;
 570         struct bio bio;
 571
 572         if (iomap_block_needs_zeroing(inode, iomap, block_start)) {
 573                 zero_user_segments(page, poff, from, to, poff + plen);
 574                 iomap_set_range_uptodate(page, poff, plen);
 575                 return 0;
 576         }
 577
 578         bio_init(&bio, &bvec, 1);
 579         bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 580         bio.bi_iter.bi_sector = iomap_sector(iomap, block_start);
 581         bio_set_dev(&bio, iomap->bdev);
 582         __bio_add_page(&bio, page, plen, poff);
 583         return submit_bio_wait(&bio);
 584 }
 585
 586 static int
 587 __iomap_write_begin(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len,
 588                 struct page *page, struct iomap *iomap)
 589 {
 590         struct iomap_page *iop = iomap_page_create(inode, page);
 591         loff_t block_size = i_blocksize(inode);
 592         loff_t block_start = pos & ~(block_size - 1);
 593         loff_t block_end = (pos + len + block_size - 1) & ~(block_size - 1);
 594         unsigned from = offset_in_page(pos), to = from + len, poff, plen;
 595         int status = 0;
 596
 597         if (PageUptodate(page))
 598                 return 0;
 599
 600         do {
 601                 iomap_adjust_read_range(inode, iop, &block_start,
 602                                 block_end - block_start, &poff, &plen);
 603                 if (plen == 0)
 604                         break;
 605
 606                 if ((from > poff && from < poff + plen) ||
 607                     (to > poff && to < poff + plen)) {
 608                         status = iomap_read_page_sync(inode, block_start, page,
 609                                         poff, plen, from, to, iomap);
 610                         if (status)
 611                                 break;
 612                 }
 613
 614         } while ((block_start += plen) < block_end);
 615
 616         return status;
 617 }
 618
 619 static int
 620 iomap_write_begin(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 621                 struct page **pagep, struct iomap *iomap)
 622 {
 623         const struct iomap_page_ops *page_ops = iomap->page_ops;
 624         pgoff_t index = pos >> PAGE_SHIFT;
 625         struct page *page;
 626         int status = 0;
 627
 628         BUG_ON(pos + len > iomap->offset + iomap->length);
 629
 630         if (fatal_signal_pending(current))
 631                 return -EINTR;
 632
 633         if (page_ops && page_ops->page_prepare) {
 634                 status = page_ops->page_prepare(inode, pos, len, iomap);
 635                 if (status)
 636                         return status;
 637         }
 638
 639         page = grab_cache_page_write_begin(inode->i_mapping, index, flags);
 640         if (!page) {
 641                 status = -ENOMEM;
 642                 goto out_no_page;
 643         }
 644
 645         if (iomap->type == IOMAP_INLINE)
 646                 iomap_read_inline_data(inode, page, iomap);
 647         else if (iomap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD)
 648                 status = __block_write_begin_int(page, pos, len, NULL, iomap);
 649         else
 650                 status = __iomap_write_begin(inode, pos, len, page, iomap);
 651
 652         if (unlikely(status))
 653                 goto out_unlock;
 654
 655         *pagep = page;
 656         return 0;
 657
 658 out_unlock:
 659         unlock_page(page);
 660         put_page(page);
 661         iomap_write_failed(inode, pos, len);
 662
 663 out_no_page:
 664         if (page_ops && page_ops->page_done)
 665                 page_ops->page_done(inode, pos, 0, NULL, iomap);
 666         return status;
 667 }
 668
 669 int
 670 iomap_set_page_dirty(struct page *page)
 671 {
 672         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
 673         int newly_dirty;
 674
 675         if (unlikely(!mapping))
 676                 return !TestSetPageDirty(page);
 677
 678         /*
 679          * Lock out page->mem_cgroup migration to keep PageDirty
 680          * synchronized with per-memcg dirty page counters.
 681          */
 682         lock_page_memcg(page);
 683         newly_dirty = !TestSetPageDirty(page);
 684         if (newly_dirty)
 685                 __set_page_dirty(page, mapping, 0);
 686         unlock_page_memcg(page);
 687
 688         if (newly_dirty)
 689                 __mark_inode_dirty(mapping->host, I_DIRTY_PAGES);
 690         return newly_dirty;
 691 }
 692 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_set_page_dirty);
 693
 694 static int
 695 __iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len,
 696                 unsigned copied, struct page *page, struct iomap *iomap)
 697 {
 698         flush_dcache_page(page);
 699
 700         /*
 701          * The blocks that were entirely written will now be uptodate, so we
 702          * don't have to worry about a readpage reading them and overwriting a
 703          * partial write.  However if we have encountered a short write and only
 704          * partially written into a block, it will not be marked uptodate, so a
 705          * readpage might come in and destroy our partial write.
 706          *
 707          * Do the simplest thing, and just treat any short write to a non
 708          * uptodate page as a zero-length write, and force the caller to redo
 709          * the whole thing.
 710          */
 711         if (unlikely(copied < len && !PageUptodate(page)))
 712                 return 0;
 713         iomap_set_range_uptodate(page, offset_in_page(pos), len);
 714         iomap_set_page_dirty(page);
 715         return copied;
 716 }
 717
 718 static int
 719 iomap_write_end_inline(struct inode *inode, struct page *page,
 720                 struct iomap *iomap, loff_t pos, unsigned copied)
 721 {
 722         void *addr;
 723
 724         WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
 725         BUG_ON(pos + copied > PAGE_SIZE - offset_in_page(iomap->inline_data));
 726
 727         addr = kmap_atomic(page);
 728         memcpy(iomap->inline_data + pos, addr + pos, copied);
 729         kunmap_atomic(addr);
 730
 731         mark_inode_dirty(inode);
 732         return copied;
 733 }
 734
 735 static int
 736 iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len,
 737                 unsigned copied, struct page *page, struct iomap *iomap)
 738 {
 739         const struct iomap_page_ops *page_ops = iomap->page_ops;
 740         loff_t old_size = inode->i_size;
 741         int ret;
 742
 743         if (iomap->type == IOMAP_INLINE) {
 744                 ret = iomap_write_end_inline(inode, page, iomap, pos, copied);
 745         } else if (iomap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
 746                 ret = block_write_end(NULL, inode->i_mapping, pos, len, copied,
 747                                 page, NULL);
 748         } else {
 749                 ret = __iomap_write_end(inode, pos, len, copied, page, iomap);
 750         }
 751
 752         /*
 753          * Update the in-memory inode size after copying the data into the page
 754          * cache.  It's up to the file system to write the updated size to disk,
 755          * preferably after I/O completion so that no stale data is exposed.
 756          */
 757         if (pos + ret > old_size) {
 758                 i_size_write(inode, pos + ret);
 759                 iomap->flags |= IOMAP_F_SIZE_CHANGED;
 760         }
 761         unlock_page(page);
 762
 763         if (old_size < pos)
 764                 pagecache_isize_extended(inode, old_size, pos);
 765         if (page_ops && page_ops->page_done)
 766                 page_ops->page_done(inode, pos, ret, page, iomap);
 767         put_page(page);
 768
 769         if (ret < len)
 770                 iomap_write_failed(inode, pos, len);
 771         return ret;
 772 }
 773
 774 static loff_t
 775 iomap_write_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length, void *data,
 776                 struct iomap *iomap)
 777 {
 778         struct iov_iter *i = data;
 779         long status = 0;
 780         ssize_t written = 0;
 781         unsigned int flags = AOP_FLAG_NOFS;
 782
 783         do {
 784                 struct page *page;
 785                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
 786                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
 787                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
 788
 789                 offset = offset_in_page(pos);
 790                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
 791                                                 iov_iter_count(i));
 792 again:
 793                 if (bytes > length)
 794                         bytes = length;
 795
 796                 /*
 797                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
 798                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
 799                  * same page as we're writing to, without it being marked
 800                  * up-to-date.
 801                  *
 802                  * Not only is this an optimisation, but it is also required
 803                  * to check that the address is actually valid, when atomic
 804                  * usercopies are used, below.
 805                  */
 806                 if (unlikely(iov_iter_fault_in_readable(i, bytes))) {
 807                         status = -EFAULT;
 808                         break;
 809                 }
 810
 811                 status = iomap_write_begin(inode, pos, bytes, flags, &page,
 812                                 iomap);
 813                 if (unlikely(status))
 814                         break;
 815
 816                 if (mapping_writably_mapped(inode->i_mapping))
 817                         flush_dcache_page(page);
 818
 819                 copied = iov_iter_copy_from_user_atomic(page, i, offset, bytes);
 820
 821                 flush_dcache_page(page);
 822
 823                 status = iomap_write_end(inode, pos, bytes, copied, page,
 824                                 iomap);
 825                 if (unlikely(status < 0))
 826                         break;
 827                 copied = status;
 828
 829                 cond_resched();
 830
 831                 iov_iter_advance(i, copied);
 832                 if (unlikely(copied == 0)) {
 833                         /*
 834                          * If we were unable to copy any data at all, we must
 835                          * fall back to a single segment length write.
 836                          *
 837                          * If we didn't fallback here, we could livelock
 838                          * because not all segments in the iov can be copied at
 839                          * once without a pagefault.
 840                          */
 841                         bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
 842                                                 iov_iter_single_seg_count(i));
 843                         goto again;
 844                 }
 845                 pos += copied;
 846                 written += copied;
 847                 length -= copied;
 848
 849                 balance_dirty_pages_ratelimited(inode->i_mapping);
 850         } while (iov_iter_count(i) && length);
 851
 852         return written ? written : status;
 853 }
 854
 855 ssize_t
 856 iomap_file_buffered_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 857                 const struct iomap_ops *ops)
 858 {
 859         struct inode *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 860         loff_t pos = iocb->ki_pos, ret = 0, written = 0;
 861
 862         while (iov_iter_count(iter)) {
 863                 ret = iomap_apply(inode, pos, iov_iter_count(iter),
 864                                 IOMAP_WRITE, ops, iter, iomap_write_actor);
 865                 if (ret <= 0)
 866                         break;
 867                 pos += ret;
 868                 written += ret;
 869         }
 870
 871         return written ? written : ret;
 872 }
 873 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_buffered_write);
 874
 875 static struct page *
 876 __iomap_read_page(struct inode *inode, loff_t offset)
 877 {
 878         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 879         struct page *page;
 880
 881         page = read_mapping_page(mapping, offset >> PAGE_SHIFT, NULL);
 882         if (IS_ERR(page))
 883                 return page;
 884         if (!PageUptodate(page)) {
 885                 put_page(page);
 886                 return ERR_PTR(-EIO);
 887         }
 888         return page;
 889 }
 890
 891 static loff_t
 892 iomap_dirty_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length, void *data,
 893                 struct iomap *iomap)
 894 {
 895         long status = 0;
 896         ssize_t written = 0;
 897
 898         do {
 899                 struct page *page, *rpage;
 900                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
 901                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
 902
 903                 offset = offset_in_page(pos);
 904                 bytes = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - offset, length);
 905
 906                 rpage = __iomap_read_page(inode, pos);
 907                 if (IS_ERR(rpage))
 908                         return PTR_ERR(rpage);
 909
 910                 status = iomap_write_begin(inode, pos, bytes,
 911                                            AOP_FLAG_NOFS, &page, iomap);
 912                 put_page(rpage);
 913                 if (unlikely(status))
 914                         return status;
 915
 916                 WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
 917
 918                 status = iomap_write_end(inode, pos, bytes, bytes, page, iomap);
 919                 if (unlikely(status <= 0)) {
 920                         if (WARN_ON_ONCE(status == 0))
 921                                 return -EIO;
 922                         return status;
 923                 }
 924
 925                 cond_resched();
 926
 927                 pos += status;
 928                 written += status;
 929                 length -= status;
 930
 931                 balance_dirty_pages_ratelimited(inode->i_mapping);
 932         } while (length);
 933
 934         return written;
 935 }
 936
 937 int
 938 iomap_file_dirty(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len,
 939                 const struct iomap_ops *ops)
 940 {
 941         loff_t ret;
 942
 943         while (len) {
 944                 ret = iomap_apply(inode, pos, len, IOMAP_WRITE, ops, NULL,
 945                                 iomap_dirty_actor);
 946                 if (ret <= 0)
 947                         return ret;
 948                 pos += ret;
 949                 len -= ret;
 950         }
 951
 952         return 0;
 953 }
 954 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_dirty);
 955
 956 static int iomap_zero(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned offset,
 957                 unsigned bytes, struct iomap *iomap)
 958 {
 959         struct page *page;
 960         int status;
 961
 962         status = iomap_write_begin(inode, pos, bytes, AOP_FLAG_NOFS, &page,
 963                                    iomap);
 964         if (status)
 965                 return status;
 966
 967         zero_user(page, offset, bytes);
 968         mark_page_accessed(page);
 969
 970         return iomap_write_end(inode, pos, bytes, bytes, page, iomap);
 971 }
 972
 973 static int iomap_dax_zero(loff_t pos, unsigned offset, unsigned bytes,
 974                 struct iomap *iomap)
 975 {
 976         return __dax_zero_page_range(iomap->bdev, iomap->dax_dev,
 977                         iomap_sector(iomap, pos & PAGE_MASK), offset, bytes);
 978 }
 979
 980 static loff_t
 981 iomap_zero_range_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t count,
 982                 void *data, struct iomap *iomap)
 983 {
 984         bool *did_zero = data;
 985         loff_t written = 0;
 986         int status;
 987
 988         /* already zeroed?  we're done. */
 989         if (iomap->type == IOMAP_HOLE || iomap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 990                 return count;
 991
 992         do {
 993                 unsigned offset, bytes;
 994
 995                 offset = offset_in_page(pos);
 996                 bytes = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - offset, count);
 997
 998                 if (IS_DAX(inode))
 999                         status = iomap_dax_zero(pos, offset, bytes, iomap);
1000                 else
1001                         status = iomap_zero(inode, pos, offset, bytes, iomap);
1002                 if (status < 0)
1003                         return status;
1004
1005                 pos += bytes;
1006                 count -= bytes;
1007                 written += bytes;
1008                 if (did_zero)
1009                         *did_zero = true;
1010         } while (count > 0);
1011
1012         return written;
1013 }
1014
1015 int
1016 iomap_zero_range(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len, bool *did_zero,
1017                 const struct iomap_ops *ops)
1018 {
1019         loff_t ret;
1020
1021         while (len > 0) {
1022                 ret = iomap_apply(inode, pos, len, IOMAP_ZERO,
1023                                 ops, did_zero, iomap_zero_range_actor);
1024                 if (ret <= 0)
1025                         return ret;
1026
1027                 pos += ret;
1028                 len -= ret;
1029         }
1030
1031         return 0;
1032 }
1033 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_zero_range);
1034
1035 int
1036 iomap_truncate_page(struct inode *inode, loff_t pos, bool *did_zero,
1037                 const struct iomap_ops *ops)
1038 {
1039         unsigned int blocksize = i_blocksize(inode);
1040         unsigned int off = pos & (blocksize - 1);
1041
1042         /* Block boundary? Nothing to do */
1043         if (!off)
1044                 return 0;
1045         return iomap_zero_range(inode, pos, blocksize - off, did_zero, ops);
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_truncate_page);
1048
1049 static loff_t
1050 iomap_page_mkwrite_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
1051                 void *data, struct iomap *iomap)
1052 {
1053         struct page *page = data;
1054         int ret;
1055
1056         if (iomap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
1057                 ret = __block_write_begin_int(page, pos, length, NULL, iomap);
1058                 if (ret)
1059                         return ret;
1060                 block_commit_write(page, 0, length);
1061         } else {
1062                 WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
1063                 iomap_page_create(inode, page);
1064                 set_page_dirty(page);
1065         }
1066
1067         return length;
1068 }
1069
1070 vm_fault_t iomap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf, const struct iomap_ops *ops)
1071 {
1072         struct page *page = vmf->page;
1073         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1074         unsigned long length;
1075         loff_t offset, size;
1076         ssize_t ret;
1077
1078         lock_page(page);
1079         size = i_size_read(inode);
1080         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
1081             (page_offset(page) > size)) {
1082                 /* We overload EFAULT to mean page got truncated */
1083                 ret = -EFAULT;
1084                 goto out_unlock;
1085         }
1086
1087         /* page is wholly or partially inside EOF */
1088         if (((page->index + 1) << PAGE_SHIFT) > size)
1089                 length = offset_in_page(size);
1090         else
1091                 length = PAGE_SIZE;
1092
1093         offset = page_offset(page);
1094         while (length > 0) {
1095                 ret = iomap_apply(inode, offset, length,
1096                                 IOMAP_WRITE | IOMAP_FAULT, ops, page,
1097                                 iomap_page_mkwrite_actor);
1098                 if (unlikely(ret <= 0))
1099                         goto out_unlock;
1100                 offset += ret;
1101                 length -= ret;
1102         }
1103
1104         wait_for_stable_page(page);
1105         return VM_FAULT_LOCKED;
1106 out_unlock:
1107         unlock_page(page);
1108         return block_page_mkwrite_return(ret);
1109 }
1110 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_page_mkwrite);
1111
1112 static void
1113 iomap_finish_page_writeback(struct inode *inode, struct page *page,
1114                 int error)
1115 {
1116         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
1117
1118         if (error) {
1119                 SetPageError(page);
1120                 mapping_set_error(inode->i_mapping, -EIO);
1121         }
1122
1123         WARN_ON_ONCE(i_blocksize(inode) < PAGE_SIZE && !iop);
1124         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_count) <= 0);
1125
1126         if (!iop || atomic_dec_and_test(&iop->write_count))
1127                 end_page_writeback(page);
1128 }
1129
1130 /*
1131  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
1132  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
1133  * ioend after this.
1134  */
1135 static void
1136 iomap_finish_ioend(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1137 {
1138         struct inode *inode = ioend->io_inode;
1139         struct bio *bio = &ioend->io_inline_bio;
1140         struct bio *last = ioend->io_bio, *next;
1141         u64 start = bio->bi_iter.bi_sector;
1142         bool quiet = bio_flagged(bio, BIO_QUIET);
1143
1144         for (bio = &ioend->io_inline_bio; bio; bio = next) {
1145                 struct bio_vec *bv;
1146                 struct bvec_iter_all iter_all;
1147
1148                 /*
1149                  * For the last bio, bi_private points to the ioend, so we
1150                  * need to explicitly end the iteration here.
1151                  */
1152                 if (bio == last)
1153                         next = NULL;
1154                 else
1155                         next = bio->bi_private;
1156
1157                 /* walk each page on bio, ending page IO on them */
1158                 bio_for_each_segment_all(bv, bio, iter_all)
1159                         iomap_finish_page_writeback(inode, bv->bv_page, error);
1160                 bio_put(bio);
1161         }
1162
1163         if (unlikely(error && !quiet)) {
1164                 printk_ratelimited(KERN_ERR
1165                         "%s: writeback error on sector %llu",
1166                         inode->i_sb->s_id, start);
1167         }
1168 }
1169
1170 void
1171 iomap_finish_ioends(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1172 {
1173         struct list_head tmp;
1174
1175         list_replace_init(&ioend->io_list, &tmp);
1176         iomap_finish_ioend(ioend, error);
1177
1178         while (!list_empty(&tmp)) {
1179                 ioend = list_first_entry(&tmp, struct iomap_ioend, io_list);
1180                 list_del_init(&ioend->io_list);
1181                 iomap_finish_ioend(ioend, error);
1182         }
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_finish_ioends);
1185
1186 /*
1187  * We can merge two adjacent ioends if they have the same set of work to do.
1188  */
1189 static bool
1190 iomap_ioend_can_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct iomap_ioend *next)
1191 {
1192         if (ioend->io_bio->bi_status != next->io_bio->bi_status)
1193                 return false;
1194         if ((ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED) ^
1195             (next->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1196                 return false;
1197         if ((ioend->io_type == IOMAP_UNWRITTEN) ^
1198             (next->io_type == IOMAP_UNWRITTEN))
1199                 return false;
1200         if (ioend->io_offset + ioend->io_size != next->io_offset)
1201                 return false;
1202         return true;
1203 }
1204
1205 void
1206 iomap_ioend_try_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct list_head *more_ioends,
1207                 void (*merge_private)(struct iomap_ioend *ioend,
1208                                 struct iomap_ioend *next))
1209 {
1210         struct iomap_ioend *next;
1211
1212         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1213
1214         while ((next = list_first_entry_or_null(more_ioends, struct iomap_ioend,
1215                         io_list))) {
1216                 if (!iomap_ioend_can_merge(ioend, next))
1217                         break;
1218                 list_move_tail(&next->io_list, &ioend->io_list);
1219                 ioend->io_size += next->io_size;
1220                 if (next->io_private && merge_private)
1221                         merge_private(ioend, next);
1222         }
1223 }
1224 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_ioend_try_merge);
1225
1226 static int
1227 iomap_ioend_compare(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1228 {
1229         struct iomap_ioend *ia = container_of(a, struct iomap_ioend, io_list);
1230         struct iomap_ioend *ib = container_of(b, struct iomap_ioend, io_list);
1231
1232         if (ia->io_offset < ib->io_offset)
1233                 return -1;
1234         if (ia->io_offset > ib->io_offset)
1235                 return 1;
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 void
1240 iomap_sort_ioends(struct list_head *ioend_list)
1241 {
1242         list_sort(NULL, ioend_list, iomap_ioend_compare);
1243 }
1244 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_sort_ioends);
1245
1246 static void iomap_writepage_end_bio(struct bio *bio)
1247 {
1248         struct iomap_ioend *ioend = bio->bi_private;
1249
1250         iomap_finish_ioend(ioend, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Submit the final bio for an ioend.
1255  *
1256  * If @error is non-zero, it means that we have a situation where some part of
1257  * the submission process has failed after we have marked paged for writeback
1258  * and unlocked them.  In this situation, we need to fail the bio instead of
1259  * submitting it.  This typically only happens on a filesystem shutdown.
1260  */
1261 static int
1262 iomap_submit_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, struct iomap_ioend *ioend,
1263                 int error)
1264 {
1265         ioend->io_bio->bi_private = ioend;
1266         ioend->io_bio->bi_end_io = iomap_writepage_end_bio;
1267
1268         if (wpc->ops->prepare_ioend)
1269                 error = wpc->ops->prepare_ioend(ioend, error);
1270         if (error) {
1271                 /*
1272                  * If we are failing the IO now, just mark the ioend with an
1273                  * error and finish it.  This will run IO completion immediately
1274                  * as there is only one reference to the ioend at this point in
1275                  * time.
1276                  */
1277                 ioend->io_bio->bi_status = errno_to_blk_status(error);
1278                 bio_endio(ioend->io_bio);
1279                 return error;
1280         }
1281
1282         submit_bio(ioend->io_bio);
1283         return 0;
1284 }
1285
1286 static struct iomap_ioend *
1287 iomap_alloc_ioend(struct inode *inode, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1288                 loff_t offset, sector_t sector, struct writeback_control *wbc)
1289 {
1290         struct iomap_ioend *ioend;
1291         struct bio *bio;
1292
1293         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES, &iomap_ioend_bioset);
1294         bio_set_dev(bio, wpc->iomap.bdev);
1295         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1296         bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
1297         bio->bi_write_hint = inode->i_write_hint;
1298         wbc_init_bio(wbc, bio);
1299
1300         ioend = container_of(bio, struct iomap_ioend, io_inline_bio);
1301         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1302         ioend->io_type = wpc->iomap.type;
1303         ioend->io_flags = wpc->iomap.flags;
1304         ioend->io_inode = inode;
1305         ioend->io_size = 0;
1306         ioend->io_offset = offset;
1307         ioend->io_private = NULL;
1308         ioend->io_bio = bio;
1309         return ioend;
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Allocate a new bio, and chain the old bio to the new one.
1314  *
1315  * Note that we have to do perform the chaining in this unintuitive order
1316  * so that the bi_private linkage is set up in the right direction for the
1317  * traversal in iomap_finish_ioend().
1318  */
1319 static struct bio *
1320 iomap_chain_bio(struct bio *prev)
1321 {
1322         struct bio *new;
1323
1324         new = bio_alloc(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES);
1325         bio_copy_dev(new, prev);/* also copies over blkcg information */
1326         new->bi_iter.bi_sector = bio_end_sector(prev);
1327         new->bi_opf = prev->bi_opf;
1328         new->bi_write_hint = prev->bi_write_hint;
1329
1330         bio_chain(prev, new);
1331         bio_get(prev);          /* for iomap_finish_ioend */
1332         submit_bio(prev);
1333         return new;
1334 }
1335
1336 static bool
1337 iomap_can_add_to_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, loff_t offset,
1338                 sector_t sector)
1339 {
1340         if ((wpc->iomap.flags & IOMAP_F_SHARED) !=
1341             (wpc->ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1342                 return false;
1343         if (wpc->iomap.type != wpc->ioend->io_type)
1344                 return false;
1345         if (offset != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size)
1346                 return false;
1347         if (sector != bio_end_sector(wpc->ioend->io_bio))
1348                 return false;
1349         return true;
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
1354  * first, otherwise finish off the current ioend and start another.
1355  */
1356 static void
1357 iomap_add_to_ioend(struct inode *inode, loff_t offset, struct page *page,
1358                 struct iomap_page *iop, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1359                 struct writeback_control *wbc, struct list_head *iolist)
1360 {
1361         sector_t sector = iomap_sector(&wpc->iomap, offset);
1362         unsigned len = i_blocksize(inode);
1363         unsigned poff = offset & (PAGE_SIZE - 1);
1364         bool merged, same_page = false;
1365
1366         if (!wpc->ioend || !iomap_can_add_to_ioend(wpc, offset, sector)) {
1367                 if (wpc->ioend)
1368                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
1369                 wpc->ioend = iomap_alloc_ioend(inode, wpc, offset, sector, wbc);
1370         }
1371
1372         merged = __bio_try_merge_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff,
1373                         &same_page);
1374         if (iop && !same_page)
1375                 atomic_inc(&iop->write_count);
1376
1377         if (!merged) {
1378                 if (bio_full(wpc->ioend->io_bio, len)) {
1379                         wpc->ioend->io_bio =
1380                                 iomap_chain_bio(wpc->ioend->io_bio);
1381                 }
1382                 bio_add_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff);
1383         }
1384
1385         wpc->ioend->io_size += len;
1386         wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, len);
1387 }
1388
1389 /*
1390  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
1391  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
1392  * forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we are
1393  * adding blocks to is cached on the writepage context, and if the new block
1394  * does not append to the cached ioend it will create a new ioend and cache that
1395  * instead.
1396  *
1397  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
1398  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
1399  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
1400  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
1401  *
1402  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
1403  * writepage context that the caller will need to submit.
1404  */
1405 static int
1406 iomap_writepage_map(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1407                 struct writeback_control *wbc, struct inode *inode,
1408                 struct page *page, u64 end_offset)
1409 {
1410         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
1411         struct iomap_ioend *ioend, *next;
1412         unsigned len = i_blocksize(inode);
1413         u64 file_offset; /* file offset of page */
1414         int error = 0, count = 0, i;
1415         LIST_HEAD(submit_list);
1416
1417         WARN_ON_ONCE(i_blocksize(inode) < PAGE_SIZE && !iop);
1418         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_count) != 0);
1419
1420         /*
1421          * Walk through the page to find areas to write back. If we run off the
1422          * end of the current map or find the current map invalid, grab a new
1423          * one.
1424          */
1425         for (i = 0, file_offset = page_offset(page);
1426              i < (PAGE_SIZE >> inode->i_blkbits) && file_offset < end_offset;
1427              i++, file_offset += len) {
1428                 if (iop && !test_bit(i, iop->uptodate))
1429                         continue;
1430
1431                 error = wpc->ops->map_blocks(wpc, inode, file_offset);
1432                 if (error)
1433                         break;
1434                 if (WARN_ON_ONCE(wpc->iomap.type == IOMAP_INLINE))
1435                         continue;
1436                 if (wpc->iomap.type == IOMAP_HOLE)
1437                         continue;
1438                 iomap_add_to_ioend(inode, file_offset, page, iop, wpc, wbc,
1439                                  &submit_list);
1440                 count++;
1441         }
1442
1443         WARN_ON_ONCE(!wpc->ioend && !list_empty(&submit_list));
1444         WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
1445         WARN_ON_ONCE(PageWriteback(page));
1446
1447         /*
1448          * We cannot cancel the ioend directly here on error.  We may have
1449          * already set other pages under writeback and hence we have to run I/O
1450          * completion to mark the error state of the pages under writeback
1451          * appropriately.
1452          */
1453         if (unlikely(error)) {
1454                 if (!count) {
1455                         /*
1456                          * If the current page hasn't been added to ioend, it
1457                          * won't be affected by I/O completions and we must
1458                          * discard and unlock it right here.
1459                          */
1460                         if (wpc->ops->discard_page)
1461                                 wpc->ops->discard_page(page);
1462                         ClearPageUptodate(page);
1463                         unlock_page(page);
1464                         goto done;
1465                 }
1466
1467                 /*
1468                  * If the page was not fully cleaned, we need to ensure that the
1469                  * higher layers come back to it correctly.  That means we need
1470                  * to keep the page dirty, and for WB_SYNC_ALL writeback we need
1471                  * to ensure the PAGECACHE_TAG_TOWRITE index mark is not removed
1472                  * so another attempt to write this page in this writeback sweep
1473                  * will be made.
1474                  */
1475                 set_page_writeback_keepwrite(page);
1476         } else {
1477                 clear_page_dirty_for_io(page);
1478                 set_page_writeback(page);
1479         }
1480
1481         unlock_page(page);
1482
1483         /*
1484          * Preserve the original error if there was one, otherwise catch
1485          * submission errors here and propagate into subsequent ioend
1486          * submissions.
1487          */
1488         list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
1489                 int error2;
1490
1491                 list_del_init(&ioend->io_list);
1492                 error2 = iomap_submit_ioend(wpc, ioend, error);
1493                 if (error2 && !error)
1494                         error = error2;
1495         }
1496
1497         /*
1498          * We can end up here with no error and nothing to write only if we race
1499          * with a partial page truncate on a sub-page block sized filesystem.
1500          */
1501         if (!count)
1502                 end_page_writeback(page);
1503 done:
1504         mapping_set_error(page->mapping, error);
1505         return error;
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Write out a dirty page.
1510  *
1511  * For delalloc space on the page we need to allocate space and flush it.
1512  * For unwritten space on the page we need to start the conversion to
1513  * regular allocated space.
1514  */
1515 static int
1516 iomap_do_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc, void *data)
1517 {
1518         struct iomap_writepage_ctx *wpc = data;
1519         struct inode *inode = page->mapping->host;
1520         pgoff_t end_index;
1521         u64 end_offset;
1522         loff_t offset;
1523
1524         trace_iomap_writepage(inode, page, 0, 0);
1525
1526         /*
1527          * Refuse to write the page out if we are called from reclaim context.
1528          *
1529          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
1530          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
1531          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
1532          *
1533          * This should never happen except in the case of a VM regression so
1534          * warn about it.
1535          */
1536         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
1537                         PF_MEMALLOC))
1538                 goto redirty;
1539
1540         /*
1541          * Given that we do not allow direct reclaim to call us, we should
1542          * never be called in a recursive filesystem reclaim context.
1543          */
1544         if (WARN_ON_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC_NOFS))
1545                 goto redirty;
1546
1547         /*
1548          * Is this page beyond the end of the file?
1549          *
1550          * The page index is less than the end_index, adjust the end_offset
1551          * to the highest offset that this page should represent.
1552          * -----------------------------------------------------
1553          * |                    file mapping           | <EOF> |
1554          * -----------------------------------------------------
1555          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
1556          * ^--------------------------------^----------|--------
1557          * |     desired writeback range    |      see else    |
1558          * ---------------------------------^------------------|
1559          */
1560         offset = i_size_read(inode);
1561         end_index = offset >> PAGE_SHIFT;
1562         if (page->index < end_index)
1563                 end_offset = (loff_t)(page->index + 1) << PAGE_SHIFT;
1564         else {
1565                 /*
1566                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
1567                  * i_size or not.
1568                  * -------------------------------------------------------
1569                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
1570                  * -------------------------------------------------------
1571                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
1572                  * ^--------------------------------^-----------|---------
1573                  * |                                |      Straddles     |
1574                  * ---------------------------------^-----------|--------|
1575                  */
1576                 unsigned offset_into_page = offset & (PAGE_SIZE - 1);
1577
1578                 /*
1579                  * Skip the page if it is fully outside i_size, e.g. due to a
1580                  * truncate operation that is in progress. We must redirty the
1581                  * page so that reclaim stops reclaiming it. Otherwise
1582                  * iomap_vm_releasepage() is called on it and gets confused.
1583                  *
1584                  * Note that the end_index is unsigned long, it would overflow
1585                  * if the given offset is greater than 16TB on 32-bit system
1586                  * and if we do check the page is fully outside i_size or not
1587                  * via "if (page->index >= end_index + 1)" as "end_index + 1"
1588                  * will be evaluated to 0.  Hence this page will be redirtied
1589                  * and be written out repeatedly which would result in an
1590                  * infinite loop, the user program that perform this operation
1591                  * will hang.  Instead, we can verify this situation by checking
1592                  * if the page to write is totally beyond the i_size or if it's
1593                  * offset is just equal to the EOF.
1594                  */
1595                 if (page->index > end_index ||
1596                     (page->index == end_index && offset_into_page == 0))
1597                         goto redirty;
1598
1599                 /*
1600                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
1601                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
1602                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
1603                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
1604                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
1605                  * not written out to the file."
1606                  */
1607                 zero_user_segment(page, offset_into_page, PAGE_SIZE);
1608
1609                 /* Adjust the end_offset to the end of file */
1610                 end_offset = offset;
1611         }
1612
1613         return iomap_writepage_map(wpc, wbc, inode, page, end_offset);
1614
1615 redirty:
1616         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1617         unlock_page(page);
1618         return 0;
1619 }
1620
1621 int
1622 iomap_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
1623                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1624                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1625 {
1626         int ret;
1627
1628         wpc->ops = ops;
1629         ret = iomap_do_writepage(page, wbc, wpc);
1630         if (!wpc->ioend)
1631                 return ret;
1632         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1633 }
1634 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepage);
1635
1636 int
1637 iomap_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc,
1638                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1639                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1640 {
1641         int                     ret;
1642
1643         wpc->ops = ops;
1644         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, iomap_do_writepage, wpc);
1645         if (!wpc->ioend)
1646                 return ret;
1647         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1648 }
1649 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepages);
1650
1651 static int __init iomap_init(void)
1652 {
1653         return bioset_init(&iomap_ioend_bioset, 4 * (PAGE_SIZE / SECTOR_SIZE),
1654                            offsetof(struct iomap_ioend, io_inline_bio),
1655                            BIOSET_NEED_BVECS);
1656 }
1657 fs_initcall(iomap_init);