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, struct iomap *srcmap)
 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, struct iomap *srcmap)
 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, srcmap);
 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 enum {
 552         IOMAP_WRITE_F_UNSHARE           = (1 << 0),
 553 };
 554
 555 static void
 556 iomap_write_failed(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len)
 557 {
 558         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 559
 560         /*
 561          * Only truncate newly allocated pages beyoned EOF, even if the
 562          * write started inside the existing inode size.
 563          */
 564         if (pos + len > i_size)
 565                 truncate_pagecache_range(inode, max(pos, i_size), pos + len);
 566 }
 567
 568 static int
 569 iomap_read_page_sync(loff_t block_start, struct page *page, unsigned poff,
 570                 unsigned plen, struct iomap *iomap)
 571 {
 572         struct bio_vec bvec;
 573         struct bio bio;
 574
 575         bio_init(&bio, &bvec, 1);
 576         bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 577         bio.bi_iter.bi_sector = iomap_sector(iomap, block_start);
 578         bio_set_dev(&bio, iomap->bdev);
 579         __bio_add_page(&bio, page, plen, poff);
 580         return submit_bio_wait(&bio);
 581 }
 582
 583 static int
 584 __iomap_write_begin(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len, int flags,
 585                 struct page *page, struct iomap *srcmap)
 586 {
 587         struct iomap_page *iop = iomap_page_create(inode, page);
 588         loff_t block_size = i_blocksize(inode);
 589         loff_t block_start = pos & ~(block_size - 1);
 590         loff_t block_end = (pos + len + block_size - 1) & ~(block_size - 1);
 591         unsigned from = offset_in_page(pos), to = from + len, poff, plen;
 592         int status;
 593
 594         if (PageUptodate(page))
 595                 return 0;
 596
 597         do {
 598                 iomap_adjust_read_range(inode, iop, &block_start,
 599                                 block_end - block_start, &poff, &plen);
 600                 if (plen == 0)
 601                         break;
 602
 603                 if (!(flags & IOMAP_WRITE_F_UNSHARE) &&
 604                     (from <= poff || from >= poff + plen) &&
 605                     (to <= poff || to >= poff + plen))
 606                         continue;
 607
 608                 if (iomap_block_needs_zeroing(inode, srcmap, block_start)) {
 609                         if (WARN_ON_ONCE(flags & IOMAP_WRITE_F_UNSHARE))
 610                                 return -EIO;
 611                         zero_user_segments(page, poff, from, to, poff + plen);
 612                         iomap_set_range_uptodate(page, poff, plen);
 613                         continue;
 614                 }
 615
 616                 status = iomap_read_page_sync(block_start, page, poff, plen,
 617                                 srcmap);
 618                 if (status)
 619                         return status;
 620         } while ((block_start += plen) < block_end);
 621
 622         return 0;
 623 }
 624
 625 static int
 626 iomap_write_begin(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 627                 struct page **pagep, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 628 {
 629         const struct iomap_page_ops *page_ops = iomap->page_ops;
 630         struct page *page;
 631         int status = 0;
 632
 633         BUG_ON(pos + len > iomap->offset + iomap->length);
 634         if (srcmap != iomap)
 635                 BUG_ON(pos + len > srcmap->offset + srcmap->length);
 636
 637         if (fatal_signal_pending(current))
 638                 return -EINTR;
 639
 640         if (page_ops && page_ops->page_prepare) {
 641                 status = page_ops->page_prepare(inode, pos, len, iomap);
 642                 if (status)
 643                         return status;
 644         }
 645
 646         page = grab_cache_page_write_begin(inode->i_mapping, pos >> PAGE_SHIFT,
 647                         AOP_FLAG_NOFS);
 648         if (!page) {
 649                 status = -ENOMEM;
 650                 goto out_no_page;
 651         }
 652
 653         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE)
 654                 iomap_read_inline_data(inode, page, srcmap);
 655         else if (iomap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD)
 656                 status = __block_write_begin_int(page, pos, len, NULL, srcmap);
 657         else
 658                 status = __iomap_write_begin(inode, pos, len, flags, page,
 659                                 srcmap);
 660
 661         if (unlikely(status))
 662                 goto out_unlock;
 663
 664         *pagep = page;
 665         return 0;
 666
 667 out_unlock:
 668         unlock_page(page);
 669         put_page(page);
 670         iomap_write_failed(inode, pos, len);
 671
 672 out_no_page:
 673         if (page_ops && page_ops->page_done)
 674                 page_ops->page_done(inode, pos, 0, NULL, iomap);
 675         return status;
 676 }
 677
 678 int
 679 iomap_set_page_dirty(struct page *page)
 680 {
 681         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
 682         int newly_dirty;
 683
 684         if (unlikely(!mapping))
 685                 return !TestSetPageDirty(page);
 686
 687         /*
 688          * Lock out page->mem_cgroup migration to keep PageDirty
 689          * synchronized with per-memcg dirty page counters.
 690          */
 691         lock_page_memcg(page);
 692         newly_dirty = !TestSetPageDirty(page);
 693         if (newly_dirty)
 694                 __set_page_dirty(page, mapping, 0);
 695         unlock_page_memcg(page);
 696
 697         if (newly_dirty)
 698                 __mark_inode_dirty(mapping->host, I_DIRTY_PAGES);
 699         return newly_dirty;
 700 }
 701 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_set_page_dirty);
 702
 703 static int
 704 __iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len,
 705                 unsigned copied, struct page *page)
 706 {
 707         flush_dcache_page(page);
 708
 709         /*
 710          * The blocks that were entirely written will now be uptodate, so we
 711          * don't have to worry about a readpage reading them and overwriting a
 712          * partial write.  However if we have encountered a short write and only
 713          * partially written into a block, it will not be marked uptodate, so a
 714          * readpage might come in and destroy our partial write.
 715          *
 716          * Do the simplest thing, and just treat any short write to a non
 717          * uptodate page as a zero-length write, and force the caller to redo
 718          * the whole thing.
 719          */
 720         if (unlikely(copied < len && !PageUptodate(page)))
 721                 return 0;
 722         iomap_set_range_uptodate(page, offset_in_page(pos), len);
 723         iomap_set_page_dirty(page);
 724         return copied;
 725 }
 726
 727 static int
 728 iomap_write_end_inline(struct inode *inode, struct page *page,
 729                 struct iomap *iomap, loff_t pos, unsigned copied)
 730 {
 731         void *addr;
 732
 733         WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
 734         BUG_ON(pos + copied > PAGE_SIZE - offset_in_page(iomap->inline_data));
 735
 736         addr = kmap_atomic(page);
 737         memcpy(iomap->inline_data + pos, addr + pos, copied);
 738         kunmap_atomic(addr);
 739
 740         mark_inode_dirty(inode);
 741         return copied;
 742 }
 743
 744 static int
 745 iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 746                 struct page *page, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 747 {
 748         const struct iomap_page_ops *page_ops = iomap->page_ops;
 749         loff_t old_size = inode->i_size;
 750         int ret;
 751
 752         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE) {
 753                 ret = iomap_write_end_inline(inode, page, iomap, pos, copied);
 754         } else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
 755                 ret = block_write_end(NULL, inode->i_mapping, pos, len, copied,
 756                                 page, NULL);
 757         } else {
 758                 ret = __iomap_write_end(inode, pos, len, copied, page);
 759         }
 760
 761         /*
 762          * Update the in-memory inode size after copying the data into the page
 763          * cache.  It's up to the file system to write the updated size to disk,
 764          * preferably after I/O completion so that no stale data is exposed.
 765          */
 766         if (pos + ret > old_size) {
 767                 i_size_write(inode, pos + ret);
 768                 iomap->flags |= IOMAP_F_SIZE_CHANGED;
 769         }
 770         unlock_page(page);
 771
 772         if (old_size < pos)
 773                 pagecache_isize_extended(inode, old_size, pos);
 774         if (page_ops && page_ops->page_done)
 775                 page_ops->page_done(inode, pos, ret, page, iomap);
 776         put_page(page);
 777
 778         if (ret < len)
 779                 iomap_write_failed(inode, pos, len);
 780         return ret;
 781 }
 782
 783 static loff_t
 784 iomap_write_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length, void *data,
 785                 struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 786 {
 787         struct iov_iter *i = data;
 788         long status = 0;
 789         ssize_t written = 0;
 790
 791         do {
 792                 struct page *page;
 793                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
 794                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
 795                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
 796
 797                 offset = offset_in_page(pos);
 798                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
 799                                                 iov_iter_count(i));
 800 again:
 801                 if (bytes > length)
 802                         bytes = length;
 803
 804                 /*
 805                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
 806                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
 807                  * same page as we're writing to, without it being marked
 808                  * up-to-date.
 809                  *
 810                  * Not only is this an optimisation, but it is also required
 811                  * to check that the address is actually valid, when atomic
 812                  * usercopies are used, below.
 813                  */
 814                 if (unlikely(iov_iter_fault_in_readable(i, bytes))) {
 815                         status = -EFAULT;
 816                         break;
 817                 }
 818
 819                 status = iomap_write_begin(inode, pos, bytes, 0, &page, iomap,
 820                                 srcmap);
 821                 if (unlikely(status))
 822                         break;
 823
 824                 if (mapping_writably_mapped(inode->i_mapping))
 825                         flush_dcache_page(page);
 826
 827                 copied = iov_iter_copy_from_user_atomic(page, i, offset, bytes);
 828
 829                 flush_dcache_page(page);
 830
 831                 status = iomap_write_end(inode, pos, bytes, copied, page, iomap,
 832                                 srcmap);
 833                 if (unlikely(status < 0))
 834                         break;
 835                 copied = status;
 836
 837                 cond_resched();
 838
 839                 iov_iter_advance(i, copied);
 840                 if (unlikely(copied == 0)) {
 841                         /*
 842                          * If we were unable to copy any data at all, we must
 843                          * fall back to a single segment length write.
 844                          *
 845                          * If we didn't fallback here, we could livelock
 846                          * because not all segments in the iov can be copied at
 847                          * once without a pagefault.
 848                          */
 849                         bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
 850                                                 iov_iter_single_seg_count(i));
 851                         goto again;
 852                 }
 853                 pos += copied;
 854                 written += copied;
 855                 length -= copied;
 856
 857                 balance_dirty_pages_ratelimited(inode->i_mapping);
 858         } while (iov_iter_count(i) && length);
 859
 860         return written ? written : status;
 861 }
 862
 863 ssize_t
 864 iomap_file_buffered_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 865                 const struct iomap_ops *ops)
 866 {
 867         struct inode *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 868         loff_t pos = iocb->ki_pos, ret = 0, written = 0;
 869
 870         while (iov_iter_count(iter)) {
 871                 ret = iomap_apply(inode, pos, iov_iter_count(iter),
 872                                 IOMAP_WRITE, ops, iter, iomap_write_actor);
 873                 if (ret <= 0)
 874                         break;
 875                 pos += ret;
 876                 written += ret;
 877         }
 878
 879         return written ? written : ret;
 880 }
 881 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_buffered_write);
 882
 883 static loff_t
 884 iomap_unshare_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length, void *data,
 885                 struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 886 {
 887         long status = 0;
 888         ssize_t written = 0;
 889
 890         /* don't bother with blocks that are not shared to start with */
 891         if (!(iomap->flags & IOMAP_F_SHARED))
 892                 return length;
 893         /* don't bother with holes or unwritten extents */
 894         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 895                 return length;
 896
 897         do {
 898                 unsigned long offset = offset_in_page(pos);
 899                 unsigned long bytes = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - offset, length);
 900                 struct page *page;
 901
 902                 status = iomap_write_begin(inode, pos, bytes,
 903                                 IOMAP_WRITE_F_UNSHARE, &page, iomap, srcmap);
 904                 if (unlikely(status))
 905                         return status;
 906
 907                 status = iomap_write_end(inode, pos, bytes, bytes, page, iomap,
 908                                 srcmap);
 909                 if (unlikely(status <= 0)) {
 910                         if (WARN_ON_ONCE(status == 0))
 911                                 return -EIO;
 912                         return status;
 913                 }
 914
 915                 cond_resched();
 916
 917                 pos += status;
 918                 written += status;
 919                 length -= status;
 920
 921                 balance_dirty_pages_ratelimited(inode->i_mapping);
 922         } while (length);
 923
 924         return written;
 925 }
 926
 927 int
 928 iomap_file_unshare(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len,
 929                 const struct iomap_ops *ops)
 930 {
 931         loff_t ret;
 932
 933         while (len) {
 934                 ret = iomap_apply(inode, pos, len, IOMAP_WRITE, ops, NULL,
 935                                 iomap_unshare_actor);
 936                 if (ret <= 0)
 937                         return ret;
 938                 pos += ret;
 939                 len -= ret;
 940         }
 941
 942         return 0;
 943 }
 944 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_unshare);
 945
 946 static int iomap_zero(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned offset,
 947                 unsigned bytes, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 948 {
 949         struct page *page;
 950         int status;
 951
 952         status = iomap_write_begin(inode, pos, bytes, 0, &page, iomap, srcmap);
 953         if (status)
 954                 return status;
 955
 956         zero_user(page, offset, bytes);
 957         mark_page_accessed(page);
 958
 959         return iomap_write_end(inode, pos, bytes, bytes, page, iomap, srcmap);
 960 }
 961
 962 static int iomap_dax_zero(loff_t pos, unsigned offset, unsigned bytes,
 963                 struct iomap *iomap)
 964 {
 965         return __dax_zero_page_range(iomap->bdev, iomap->dax_dev,
 966                         iomap_sector(iomap, pos & PAGE_MASK), offset, bytes);
 967 }
 968
 969 static loff_t
 970 iomap_zero_range_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t count,
 971                 void *data, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 972 {
 973         bool *did_zero = data;
 974         loff_t written = 0;
 975         int status;
 976
 977         /* already zeroed?  we're done. */
 978         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 979                 return count;
 980
 981         do {
 982                 unsigned offset, bytes;
 983
 984                 offset = offset_in_page(pos);
 985                 bytes = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - offset, count);
 986
 987                 if (IS_DAX(inode))
 988                         status = iomap_dax_zero(pos, offset, bytes, iomap);
 989                 else
 990                         status = iomap_zero(inode, pos, offset, bytes, iomap,
 991                                         srcmap);
 992                 if (status < 0)
 993                         return status;
 994
 995                 pos += bytes;
 996                 count -= bytes;
 997                 written += bytes;
 998                 if (did_zero)
 999                         *did_zero = true;
1000         } while (count > 0);
1001
1002         return written;
1003 }
1004
1005 int
1006 iomap_zero_range(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len, bool *did_zero,
1007                 const struct iomap_ops *ops)
1008 {
1009         loff_t ret;
1010
1011         while (len > 0) {
1012                 ret = iomap_apply(inode, pos, len, IOMAP_ZERO,
1013                                 ops, did_zero, iomap_zero_range_actor);
1014                 if (ret <= 0)
1015                         return ret;
1016
1017                 pos += ret;
1018                 len -= ret;
1019         }
1020
1021         return 0;
1022 }
1023 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_zero_range);
1024
1025 int
1026 iomap_truncate_page(struct inode *inode, loff_t pos, bool *did_zero,
1027                 const struct iomap_ops *ops)
1028 {
1029         unsigned int blocksize = i_blocksize(inode);
1030         unsigned int off = pos & (blocksize - 1);
1031
1032         /* Block boundary? Nothing to do */
1033         if (!off)
1034                 return 0;
1035         return iomap_zero_range(inode, pos, blocksize - off, did_zero, ops);
1036 }
1037 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_truncate_page);
1038
1039 static loff_t
1040 iomap_page_mkwrite_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
1041                 void *data, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
1042 {
1043         struct page *page = data;
1044         int ret;
1045
1046         if (iomap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
1047                 ret = __block_write_begin_int(page, pos, length, NULL, iomap);
1048                 if (ret)
1049                         return ret;
1050                 block_commit_write(page, 0, length);
1051         } else {
1052                 WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
1053                 iomap_page_create(inode, page);
1054                 set_page_dirty(page);
1055         }
1056
1057         return length;
1058 }
1059
1060 vm_fault_t iomap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf, const struct iomap_ops *ops)
1061 {
1062         struct page *page = vmf->page;
1063         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1064         unsigned long length;
1065         loff_t offset, size;
1066         ssize_t ret;
1067
1068         lock_page(page);
1069         size = i_size_read(inode);
1070         offset = page_offset(page);
1071         if (page->mapping != inode->i_mapping || offset > size) {
1072                 /* We overload EFAULT to mean page got truncated */
1073                 ret = -EFAULT;
1074                 goto out_unlock;
1075         }
1076
1077         /* page is wholly or partially inside EOF */
1078         if (offset > size - PAGE_SIZE)
1079                 length = offset_in_page(size);
1080         else
1081                 length = PAGE_SIZE;
1082
1083         while (length > 0) {
1084                 ret = iomap_apply(inode, offset, length,
1085                                 IOMAP_WRITE | IOMAP_FAULT, ops, page,
1086                                 iomap_page_mkwrite_actor);
1087                 if (unlikely(ret <= 0))
1088                         goto out_unlock;
1089                 offset += ret;
1090                 length -= ret;
1091         }
1092
1093         wait_for_stable_page(page);
1094         return VM_FAULT_LOCKED;
1095 out_unlock:
1096         unlock_page(page);
1097         return block_page_mkwrite_return(ret);
1098 }
1099 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_page_mkwrite);
1100
1101 static void
1102 iomap_finish_page_writeback(struct inode *inode, struct page *page,
1103                 int error)
1104 {
1105         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
1106
1107         if (error) {
1108                 SetPageError(page);
1109                 mapping_set_error(inode->i_mapping, -EIO);
1110         }
1111
1112         WARN_ON_ONCE(i_blocksize(inode) < PAGE_SIZE && !iop);
1113         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_count) <= 0);
1114
1115         if (!iop || atomic_dec_and_test(&iop->write_count))
1116                 end_page_writeback(page);
1117 }
1118
1119 /*
1120  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
1121  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
1122  * ioend after this.
1123  */
1124 static void
1125 iomap_finish_ioend(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1126 {
1127         struct inode *inode = ioend->io_inode;
1128         struct bio *bio = &ioend->io_inline_bio;
1129         struct bio *last = ioend->io_bio, *next;
1130         u64 start = bio->bi_iter.bi_sector;
1131         bool quiet = bio_flagged(bio, BIO_QUIET);
1132
1133         for (bio = &ioend->io_inline_bio; bio; bio = next) {
1134                 struct bio_vec *bv;
1135                 struct bvec_iter_all iter_all;
1136
1137                 /*
1138                  * For the last bio, bi_private points to the ioend, so we
1139                  * need to explicitly end the iteration here.
1140                  */
1141                 if (bio == last)
1142                         next = NULL;
1143                 else
1144                         next = bio->bi_private;
1145
1146                 /* walk each page on bio, ending page IO on them */
1147                 bio_for_each_segment_all(bv, bio, iter_all)
1148                         iomap_finish_page_writeback(inode, bv->bv_page, error);
1149                 bio_put(bio);
1150         }
1151
1152         if (unlikely(error && !quiet)) {
1153                 printk_ratelimited(KERN_ERR
1154 "%s: writeback error on inode %lu, offset %lld, sector %llu",
1155                         inode->i_sb->s_id, inode->i_ino, ioend->io_offset,
1156                         start);
1157         }
1158 }
1159
1160 void
1161 iomap_finish_ioends(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1162 {
1163         struct list_head tmp;
1164
1165         list_replace_init(&ioend->io_list, &tmp);
1166         iomap_finish_ioend(ioend, error);
1167
1168         while (!list_empty(&tmp)) {
1169                 ioend = list_first_entry(&tmp, struct iomap_ioend, io_list);
1170                 list_del_init(&ioend->io_list);
1171                 iomap_finish_ioend(ioend, error);
1172         }
1173 }
1174 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_finish_ioends);
1175
1176 /*
1177  * We can merge two adjacent ioends if they have the same set of work to do.
1178  */
1179 static bool
1180 iomap_ioend_can_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct iomap_ioend *next)
1181 {
1182         if (ioend->io_bio->bi_status != next->io_bio->bi_status)
1183                 return false;
1184         if ((ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED) ^
1185             (next->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1186                 return false;
1187         if ((ioend->io_type == IOMAP_UNWRITTEN) ^
1188             (next->io_type == IOMAP_UNWRITTEN))
1189                 return false;
1190         if (ioend->io_offset + ioend->io_size != next->io_offset)
1191                 return false;
1192         return true;
1193 }
1194
1195 void
1196 iomap_ioend_try_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct list_head *more_ioends,
1197                 void (*merge_private)(struct iomap_ioend *ioend,
1198                                 struct iomap_ioend *next))
1199 {
1200         struct iomap_ioend *next;
1201
1202         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1203
1204         while ((next = list_first_entry_or_null(more_ioends, struct iomap_ioend,
1205                         io_list))) {
1206                 if (!iomap_ioend_can_merge(ioend, next))
1207                         break;
1208                 list_move_tail(&next->io_list, &ioend->io_list);
1209                 ioend->io_size += next->io_size;
1210                 if (next->io_private && merge_private)
1211                         merge_private(ioend, next);
1212         }
1213 }
1214 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_ioend_try_merge);
1215
1216 static int
1217 iomap_ioend_compare(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1218 {
1219         struct iomap_ioend *ia = container_of(a, struct iomap_ioend, io_list);
1220         struct iomap_ioend *ib = container_of(b, struct iomap_ioend, io_list);
1221
1222         if (ia->io_offset < ib->io_offset)
1223                 return -1;
1224         if (ia->io_offset > ib->io_offset)
1225                 return 1;
1226         return 0;
1227 }
1228
1229 void
1230 iomap_sort_ioends(struct list_head *ioend_list)
1231 {
1232         list_sort(NULL, ioend_list, iomap_ioend_compare);
1233 }
1234 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_sort_ioends);
1235
1236 static void iomap_writepage_end_bio(struct bio *bio)
1237 {
1238         struct iomap_ioend *ioend = bio->bi_private;
1239
1240         iomap_finish_ioend(ioend, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Submit the final bio for an ioend.
1245  *
1246  * If @error is non-zero, it means that we have a situation where some part of
1247  * the submission process has failed after we have marked paged for writeback
1248  * and unlocked them.  In this situation, we need to fail the bio instead of
1249  * submitting it.  This typically only happens on a filesystem shutdown.
1250  */
1251 static int
1252 iomap_submit_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, struct iomap_ioend *ioend,
1253                 int error)
1254 {
1255         ioend->io_bio->bi_private = ioend;
1256         ioend->io_bio->bi_end_io = iomap_writepage_end_bio;
1257
1258         if (wpc->ops->prepare_ioend)
1259                 error = wpc->ops->prepare_ioend(ioend, error);
1260         if (error) {
1261                 /*
1262                  * If we are failing the IO now, just mark the ioend with an
1263                  * error and finish it.  This will run IO completion immediately
1264                  * as there is only one reference to the ioend at this point in
1265                  * time.
1266                  */
1267                 ioend->io_bio->bi_status = errno_to_blk_status(error);
1268                 bio_endio(ioend->io_bio);
1269                 return error;
1270         }
1271
1272         submit_bio(ioend->io_bio);
1273         return 0;
1274 }
1275
1276 static struct iomap_ioend *
1277 iomap_alloc_ioend(struct inode *inode, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1278                 loff_t offset, sector_t sector, struct writeback_control *wbc)
1279 {
1280         struct iomap_ioend *ioend;
1281         struct bio *bio;
1282
1283         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES, &iomap_ioend_bioset);
1284         bio_set_dev(bio, wpc->iomap.bdev);
1285         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1286         bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
1287         bio->bi_write_hint = inode->i_write_hint;
1288         wbc_init_bio(wbc, bio);
1289
1290         ioend = container_of(bio, struct iomap_ioend, io_inline_bio);
1291         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1292         ioend->io_type = wpc->iomap.type;
1293         ioend->io_flags = wpc->iomap.flags;
1294         ioend->io_inode = inode;
1295         ioend->io_size = 0;
1296         ioend->io_offset = offset;
1297         ioend->io_private = NULL;
1298         ioend->io_bio = bio;
1299         return ioend;
1300 }
1301
1302 /*
1303  * Allocate a new bio, and chain the old bio to the new one.
1304  *
1305  * Note that we have to do perform the chaining in this unintuitive order
1306  * so that the bi_private linkage is set up in the right direction for the
1307  * traversal in iomap_finish_ioend().
1308  */
1309 static struct bio *
1310 iomap_chain_bio(struct bio *prev)
1311 {
1312         struct bio *new;
1313
1314         new = bio_alloc(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES);
1315         bio_copy_dev(new, prev);/* also copies over blkcg information */
1316         new->bi_iter.bi_sector = bio_end_sector(prev);
1317         new->bi_opf = prev->bi_opf;
1318         new->bi_write_hint = prev->bi_write_hint;
1319
1320         bio_chain(prev, new);
1321         bio_get(prev);          /* for iomap_finish_ioend */
1322         submit_bio(prev);
1323         return new;
1324 }
1325
1326 static bool
1327 iomap_can_add_to_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, loff_t offset,
1328                 sector_t sector)
1329 {
1330         if ((wpc->iomap.flags & IOMAP_F_SHARED) !=
1331             (wpc->ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1332                 return false;
1333         if (wpc->iomap.type != wpc->ioend->io_type)
1334                 return false;
1335         if (offset != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size)
1336                 return false;
1337         if (sector != bio_end_sector(wpc->ioend->io_bio))
1338                 return false;
1339         return true;
1340 }
1341
1342 /*
1343  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
1344  * first, otherwise finish off the current ioend and start another.
1345  */
1346 static void
1347 iomap_add_to_ioend(struct inode *inode, loff_t offset, struct page *page,
1348                 struct iomap_page *iop, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1349                 struct writeback_control *wbc, struct list_head *iolist)
1350 {
1351         sector_t sector = iomap_sector(&wpc->iomap, offset);
1352         unsigned len = i_blocksize(inode);
1353         unsigned poff = offset & (PAGE_SIZE - 1);
1354         bool merged, same_page = false;
1355
1356         if (!wpc->ioend || !iomap_can_add_to_ioend(wpc, offset, sector)) {
1357                 if (wpc->ioend)
1358                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
1359                 wpc->ioend = iomap_alloc_ioend(inode, wpc, offset, sector, wbc);
1360         }
1361
1362         merged = __bio_try_merge_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff,
1363                         &same_page);
1364         if (iop && !same_page)
1365                 atomic_inc(&iop->write_count);
1366
1367         if (!merged) {
1368                 if (bio_full(wpc->ioend->io_bio, len)) {
1369                         wpc->ioend->io_bio =
1370                                 iomap_chain_bio(wpc->ioend->io_bio);
1371                 }
1372                 bio_add_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff);
1373         }
1374
1375         wpc->ioend->io_size += len;
1376         wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, len);
1377 }
1378
1379 /*
1380  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
1381  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
1382  * forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we are
1383  * adding blocks to is cached on the writepage context, and if the new block
1384  * does not append to the cached ioend it will create a new ioend and cache that
1385  * instead.
1386  *
1387  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
1388  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
1389  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
1390  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
1391  *
1392  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
1393  * writepage context that the caller will need to submit.
1394  */
1395 static int
1396 iomap_writepage_map(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1397                 struct writeback_control *wbc, struct inode *inode,
1398                 struct page *page, u64 end_offset)
1399 {
1400         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
1401         struct iomap_ioend *ioend, *next;
1402         unsigned len = i_blocksize(inode);
1403         u64 file_offset; /* file offset of page */
1404         int error = 0, count = 0, i;
1405         LIST_HEAD(submit_list);
1406
1407         WARN_ON_ONCE(i_blocksize(inode) < PAGE_SIZE && !iop);
1408         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_count) != 0);
1409
1410         /*
1411          * Walk through the page to find areas to write back. If we run off the
1412          * end of the current map or find the current map invalid, grab a new
1413          * one.
1414          */
1415         for (i = 0, file_offset = page_offset(page);
1416              i < (PAGE_SIZE >> inode->i_blkbits) && file_offset < end_offset;
1417              i++, file_offset += len) {
1418                 if (iop && !test_bit(i, iop->uptodate))
1419                         continue;
1420
1421                 error = wpc->ops->map_blocks(wpc, inode, file_offset);
1422                 if (error)
1423                         break;
1424                 if (WARN_ON_ONCE(wpc->iomap.type == IOMAP_INLINE))
1425                         continue;
1426                 if (wpc->iomap.type == IOMAP_HOLE)
1427                         continue;
1428                 iomap_add_to_ioend(inode, file_offset, page, iop, wpc, wbc,
1429                                  &submit_list);
1430                 count++;
1431         }
1432
1433         WARN_ON_ONCE(!wpc->ioend && !list_empty(&submit_list));
1434         WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
1435         WARN_ON_ONCE(PageWriteback(page));
1436
1437         /*
1438          * We cannot cancel the ioend directly here on error.  We may have
1439          * already set other pages under writeback and hence we have to run I/O
1440          * completion to mark the error state of the pages under writeback
1441          * appropriately.
1442          */
1443         if (unlikely(error)) {
1444                 if (!count) {
1445                         /*
1446                          * If the current page hasn't been added to ioend, it
1447                          * won't be affected by I/O completions and we must
1448                          * discard and unlock it right here.
1449                          */
1450                         if (wpc->ops->discard_page)
1451                                 wpc->ops->discard_page(page);
1452                         ClearPageUptodate(page);
1453                         unlock_page(page);
1454                         goto done;
1455                 }
1456
1457                 /*
1458                  * If the page was not fully cleaned, we need to ensure that the
1459                  * higher layers come back to it correctly.  That means we need
1460                  * to keep the page dirty, and for WB_SYNC_ALL writeback we need
1461                  * to ensure the PAGECACHE_TAG_TOWRITE index mark is not removed
1462                  * so another attempt to write this page in this writeback sweep
1463                  * will be made.
1464                  */
1465                 set_page_writeback_keepwrite(page);
1466         } else {
1467                 clear_page_dirty_for_io(page);
1468                 set_page_writeback(page);
1469         }
1470
1471         unlock_page(page);
1472
1473         /*
1474          * Preserve the original error if there was one, otherwise catch
1475          * submission errors here and propagate into subsequent ioend
1476          * submissions.
1477          */
1478         list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
1479                 int error2;
1480
1481                 list_del_init(&ioend->io_list);
1482                 error2 = iomap_submit_ioend(wpc, ioend, error);
1483                 if (error2 && !error)
1484                         error = error2;
1485         }
1486
1487         /*
1488          * We can end up here with no error and nothing to write only if we race
1489          * with a partial page truncate on a sub-page block sized filesystem.
1490          */
1491         if (!count)
1492                 end_page_writeback(page);
1493 done:
1494         mapping_set_error(page->mapping, error);
1495         return error;
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Write out a dirty page.
1500  *
1501  * For delalloc space on the page we need to allocate space and flush it.
1502  * For unwritten space on the page we need to start the conversion to
1503  * regular allocated space.
1504  */
1505 static int
1506 iomap_do_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc, void *data)
1507 {
1508         struct iomap_writepage_ctx *wpc = data;
1509         struct inode *inode = page->mapping->host;
1510         pgoff_t end_index;
1511         u64 end_offset;
1512         loff_t offset;
1513
1514         trace_iomap_writepage(inode, page, 0, 0);
1515
1516         /*
1517          * Refuse to write the page out if we are called from reclaim context.
1518          *
1519          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
1520          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
1521          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
1522          *
1523          * This should never happen except in the case of a VM regression so
1524          * warn about it.
1525          */
1526         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
1527                         PF_MEMALLOC))
1528                 goto redirty;
1529
1530         /*
1531          * Given that we do not allow direct reclaim to call us, we should
1532          * never be called in a recursive filesystem reclaim context.
1533          */
1534         if (WARN_ON_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC_NOFS))
1535                 goto redirty;
1536
1537         /*
1538          * Is this page beyond the end of the file?
1539          *
1540          * The page index is less than the end_index, adjust the end_offset
1541          * to the highest offset that this page should represent.
1542          * -----------------------------------------------------
1543          * |                    file mapping           | <EOF> |
1544          * -----------------------------------------------------
1545          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
1546          * ^--------------------------------^----------|--------
1547          * |     desired writeback range    |      see else    |
1548          * ---------------------------------^------------------|
1549          */
1550         offset = i_size_read(inode);
1551         end_index = offset >> PAGE_SHIFT;
1552         if (page->index < end_index)
1553                 end_offset = (loff_t)(page->index + 1) << PAGE_SHIFT;
1554         else {
1555                 /*
1556                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
1557                  * i_size or not.
1558                  * -------------------------------------------------------
1559                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
1560                  * -------------------------------------------------------
1561                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
1562                  * ^--------------------------------^-----------|---------
1563                  * |                                |      Straddles     |
1564                  * ---------------------------------^-----------|--------|
1565                  */
1566                 unsigned offset_into_page = offset & (PAGE_SIZE - 1);
1567
1568                 /*
1569                  * Skip the page if it is fully outside i_size, e.g. due to a
1570                  * truncate operation that is in progress. We must redirty the
1571                  * page so that reclaim stops reclaiming it. Otherwise
1572                  * iomap_vm_releasepage() is called on it and gets confused.
1573                  *
1574                  * Note that the end_index is unsigned long, it would overflow
1575                  * if the given offset is greater than 16TB on 32-bit system
1576                  * and if we do check the page is fully outside i_size or not
1577                  * via "if (page->index >= end_index + 1)" as "end_index + 1"
1578                  * will be evaluated to 0.  Hence this page will be redirtied
1579                  * and be written out repeatedly which would result in an
1580                  * infinite loop, the user program that perform this operation
1581                  * will hang.  Instead, we can verify this situation by checking
1582                  * if the page to write is totally beyond the i_size or if it's
1583                  * offset is just equal to the EOF.
1584                  */
1585                 if (page->index > end_index ||
1586                     (page->index == end_index && offset_into_page == 0))
1587                         goto redirty;
1588
1589                 /*
1590                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
1591                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
1592                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
1593                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
1594                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
1595                  * not written out to the file."
1596                  */
1597                 zero_user_segment(page, offset_into_page, PAGE_SIZE);
1598
1599                 /* Adjust the end_offset to the end of file */
1600                 end_offset = offset;
1601         }
1602
1603         return iomap_writepage_map(wpc, wbc, inode, page, end_offset);
1604
1605 redirty:
1606         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1607         unlock_page(page);
1608         return 0;
1609 }
1610
1611 int
1612 iomap_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
1613                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1614                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1615 {
1616         int ret;
1617
1618         wpc->ops = ops;
1619         ret = iomap_do_writepage(page, wbc, wpc);
1620         if (!wpc->ioend)
1621                 return ret;
1622         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1623 }
1624 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepage);
1625
1626 int
1627 iomap_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc,
1628                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1629                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1630 {
1631         int                     ret;
1632
1633         wpc->ops = ops;
1634         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, iomap_do_writepage, wpc);
1635         if (!wpc->ioend)
1636                 return ret;
1637         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1638 }
1639 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepages);
1640
1641 static int __init iomap_init(void)
1642 {
1643         return bioset_init(&iomap_ioend_bioset, 4 * (PAGE_SIZE / SECTOR_SIZE),
1644                            offsetof(struct iomap_ioend, io_inline_bio),
1645                            BIOSET_NEED_BVECS);
1646 }
1647 fs_initcall(iomap_init);