]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - fs/xfs/xfs_aops.c
block: allow bio_for_each_segment_all() to iterate over multi-page bvec
[linux.git] / fs / xfs / xfs_aops.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
4  * Copyright (c) 2016-2018 Christoph Hellwig.
5  * All Rights Reserved.
6  */
7 #include "xfs.h"
8 #include "xfs_shared.h"
9 #include "xfs_format.h"
10 #include "xfs_log_format.h"
11 #include "xfs_trans_resv.h"
12 #include "xfs_mount.h"
13 #include "xfs_inode.h"
14 #include "xfs_trans.h"
15 #include "xfs_inode_item.h"
16 #include "xfs_alloc.h"
17 #include "xfs_error.h"
18 #include "xfs_iomap.h"
19 #include "xfs_trace.h"
20 #include "xfs_bmap.h"
21 #include "xfs_bmap_util.h"
22 #include "xfs_bmap_btree.h"
23 #include "xfs_reflink.h"
24 #include <linux/writeback.h>
25
26 /*
27  * structure owned by writepages passed to individual writepage calls
28  */
29 struct xfs_writepage_ctx {
30         struct xfs_bmbt_irec    imap;
31         unsigned int            io_type;
32         unsigned int            cow_seq;
33         struct xfs_ioend        *ioend;
34 };
35
36 struct block_device *
37 xfs_find_bdev_for_inode(
38         struct inode            *inode)
39 {
40         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
41         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
42
43         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
44                 return mp->m_rtdev_targp->bt_bdev;
45         else
46                 return mp->m_ddev_targp->bt_bdev;
47 }
48
49 struct dax_device *
50 xfs_find_daxdev_for_inode(
51         struct inode            *inode)
52 {
53         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
54         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
55
56         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
57                 return mp->m_rtdev_targp->bt_daxdev;
58         else
59                 return mp->m_ddev_targp->bt_daxdev;
60 }
61
62 static void
63 xfs_finish_page_writeback(
64         struct inode            *inode,
65         struct bio_vec  *bvec,
66         int                     error)
67 {
68         struct iomap_page       *iop = to_iomap_page(bvec->bv_page);
69
70         if (error) {
71                 SetPageError(bvec->bv_page);
72                 mapping_set_error(inode->i_mapping, -EIO);
73         }
74
75         ASSERT(iop || i_blocksize(inode) == PAGE_SIZE);
76         ASSERT(!iop || atomic_read(&iop->write_count) > 0);
77
78         if (!iop || atomic_dec_and_test(&iop->write_count))
79                 end_page_writeback(bvec->bv_page);
80 }
81
82 /*
83  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
84  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
85  * ioend after this.
86  */
87 STATIC void
88 xfs_destroy_ioend(
89         struct xfs_ioend        *ioend,
90         int                     error)
91 {
92         struct inode            *inode = ioend->io_inode;
93         struct bio              *bio = &ioend->io_inline_bio;
94         struct bio              *last = ioend->io_bio, *next;
95         u64                     start = bio->bi_iter.bi_sector;
96         bool                    quiet = bio_flagged(bio, BIO_QUIET);
97
98         for (bio = &ioend->io_inline_bio; bio; bio = next) {
99                 struct bio_vec  *bvec;
100                 int             i;
101                 struct bvec_iter_all iter_all;
102
103                 /*
104                  * For the last bio, bi_private points to the ioend, so we
105                  * need to explicitly end the iteration here.
106                  */
107                 if (bio == last)
108                         next = NULL;
109                 else
110                         next = bio->bi_private;
111
112                 /* walk each page on bio, ending page IO on them */
113                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all)
114                         xfs_finish_page_writeback(inode, bvec, error);
115                 bio_put(bio);
116         }
117
118         if (unlikely(error && !quiet)) {
119                 xfs_err_ratelimited(XFS_I(inode)->i_mount,
120                         "writeback error on sector %llu", start);
121         }
122 }
123
124 /*
125  * Fast and loose check if this write could update the on-disk inode size.
126  */
127 static inline bool xfs_ioend_is_append(struct xfs_ioend *ioend)
128 {
129         return ioend->io_offset + ioend->io_size >
130                 XFS_I(ioend->io_inode)->i_d.di_size;
131 }
132
133 STATIC int
134 xfs_setfilesize_trans_alloc(
135         struct xfs_ioend        *ioend)
136 {
137         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(ioend->io_inode)->i_mount;
138         struct xfs_trans        *tp;
139         int                     error;
140
141         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_fsyncts, 0, 0,
142                                 XFS_TRANS_NOFS, &tp);
143         if (error)
144                 return error;
145
146         ioend->io_append_trans = tp;
147
148         /*
149          * We may pass freeze protection with a transaction.  So tell lockdep
150          * we released it.
151          */
152         __sb_writers_release(ioend->io_inode->i_sb, SB_FREEZE_FS);
153         /*
154          * We hand off the transaction to the completion thread now, so
155          * clear the flag here.
156          */
157         current_restore_flags_nested(&tp->t_pflags, PF_MEMALLOC_NOFS);
158         return 0;
159 }
160
161 /*
162  * Update on-disk file size now that data has been written to disk.
163  */
164 STATIC int
165 __xfs_setfilesize(
166         struct xfs_inode        *ip,
167         struct xfs_trans        *tp,
168         xfs_off_t               offset,
169         size_t                  size)
170 {
171         xfs_fsize_t             isize;
172
173         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
174         isize = xfs_new_eof(ip, offset + size);
175         if (!isize) {
176                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
177                 xfs_trans_cancel(tp);
178                 return 0;
179         }
180
181         trace_xfs_setfilesize(ip, offset, size);
182
183         ip->i_d.di_size = isize;
184         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
185         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
186
187         return xfs_trans_commit(tp);
188 }
189
190 int
191 xfs_setfilesize(
192         struct xfs_inode        *ip,
193         xfs_off_t               offset,
194         size_t                  size)
195 {
196         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
197         struct xfs_trans        *tp;
198         int                     error;
199
200         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_fsyncts, 0, 0, 0, &tp);
201         if (error)
202                 return error;
203
204         return __xfs_setfilesize(ip, tp, offset, size);
205 }
206
207 STATIC int
208 xfs_setfilesize_ioend(
209         struct xfs_ioend        *ioend,
210         int                     error)
211 {
212         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(ioend->io_inode);
213         struct xfs_trans        *tp = ioend->io_append_trans;
214
215         /*
216          * The transaction may have been allocated in the I/O submission thread,
217          * thus we need to mark ourselves as being in a transaction manually.
218          * Similarly for freeze protection.
219          */
220         current_set_flags_nested(&tp->t_pflags, PF_MEMALLOC_NOFS);
221         __sb_writers_acquired(VFS_I(ip)->i_sb, SB_FREEZE_FS);
222
223         /* we abort the update if there was an IO error */
224         if (error) {
225                 xfs_trans_cancel(tp);
226                 return error;
227         }
228
229         return __xfs_setfilesize(ip, tp, ioend->io_offset, ioend->io_size);
230 }
231
232 /*
233  * IO write completion.
234  */
235 STATIC void
236 xfs_end_io(
237         struct work_struct *work)
238 {
239         struct xfs_ioend        *ioend =
240                 container_of(work, struct xfs_ioend, io_work);
241         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(ioend->io_inode);
242         xfs_off_t               offset = ioend->io_offset;
243         size_t                  size = ioend->io_size;
244         int                     error;
245
246         /*
247          * Just clean up the in-memory strutures if the fs has been shut down.
248          */
249         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount)) {
250                 error = -EIO;
251                 goto done;
252         }
253
254         /*
255          * Clean up any COW blocks on an I/O error.
256          */
257         error = blk_status_to_errno(ioend->io_bio->bi_status);
258         if (unlikely(error)) {
259                 switch (ioend->io_type) {
260                 case XFS_IO_COW:
261                         xfs_reflink_cancel_cow_range(ip, offset, size, true);
262                         break;
263                 }
264
265                 goto done;
266         }
267
268         /*
269          * Success:  commit the COW or unwritten blocks if needed.
270          */
271         switch (ioend->io_type) {
272         case XFS_IO_COW:
273                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
274                 break;
275         case XFS_IO_UNWRITTEN:
276                 /* writeback should never update isize */
277                 error = xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, false);
278                 break;
279         default:
280                 ASSERT(!xfs_ioend_is_append(ioend) || ioend->io_append_trans);
281                 break;
282         }
283
284 done:
285         if (ioend->io_append_trans)
286                 error = xfs_setfilesize_ioend(ioend, error);
287         xfs_destroy_ioend(ioend, error);
288 }
289
290 STATIC void
291 xfs_end_bio(
292         struct bio              *bio)
293 {
294         struct xfs_ioend        *ioend = bio->bi_private;
295         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(ioend->io_inode)->i_mount;
296
297         if (ioend->io_type == XFS_IO_UNWRITTEN || ioend->io_type == XFS_IO_COW)
298                 queue_work(mp->m_unwritten_workqueue, &ioend->io_work);
299         else if (ioend->io_append_trans)
300                 queue_work(mp->m_data_workqueue, &ioend->io_work);
301         else
302                 xfs_destroy_ioend(ioend, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
303 }
304
305 STATIC int
306 xfs_map_blocks(
307         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
308         struct inode            *inode,
309         loff_t                  offset)
310 {
311         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
312         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
313         ssize_t                 count = i_blocksize(inode);
314         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset), end_fsb;
315         xfs_fileoff_t           cow_fsb = NULLFILEOFF;
316         struct xfs_bmbt_irec    imap;
317         int                     whichfork = XFS_DATA_FORK;
318         struct xfs_iext_cursor  icur;
319         bool                    imap_valid;
320         int                     error = 0;
321
322         /*
323          * We have to make sure the cached mapping is within EOF to protect
324          * against eofblocks trimming on file release leaving us with a stale
325          * mapping. Otherwise, a page for a subsequent file extending buffered
326          * write could get picked up by this writeback cycle and written to the
327          * wrong blocks.
328          *
329          * Note that what we really want here is a generic mapping invalidation
330          * mechanism to protect us from arbitrary extent modifying contexts, not
331          * just eofblocks.
332          */
333         xfs_trim_extent_eof(&wpc->imap, ip);
334
335         /*
336          * COW fork blocks can overlap data fork blocks even if the blocks
337          * aren't shared.  COW I/O always takes precedent, so we must always
338          * check for overlap on reflink inodes unless the mapping is already a
339          * COW one, or the COW fork hasn't changed from the last time we looked
340          * at it.
341          *
342          * It's safe to check the COW fork if_seq here without the ILOCK because
343          * we've indirectly protected against concurrent updates: writeback has
344          * the page locked, which prevents concurrent invalidations by reflink
345          * and directio and prevents concurrent buffered writes to the same
346          * page.  Changes to if_seq always happen under i_lock, which protects
347          * against concurrent updates and provides a memory barrier on the way
348          * out that ensures that we always see the current value.
349          */
350         imap_valid = offset_fsb >= wpc->imap.br_startoff &&
351                      offset_fsb < wpc->imap.br_startoff + wpc->imap.br_blockcount;
352         if (imap_valid &&
353             (!xfs_inode_has_cow_data(ip) ||
354              wpc->io_type == XFS_IO_COW ||
355              wpc->cow_seq == READ_ONCE(ip->i_cowfp->if_seq)))
356                 return 0;
357
358         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
359                 return -EIO;
360
361         /*
362          * If we don't have a valid map, now it's time to get a new one for this
363          * offset.  This will convert delayed allocations (including COW ones)
364          * into real extents.  If we return without a valid map, it means we
365          * landed in a hole and we skip the block.
366          */
367         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
368         ASSERT(ip->i_d.di_format != XFS_DINODE_FMT_BTREE ||
369                (ip->i_df.if_flags & XFS_IFEXTENTS));
370         ASSERT(offset <= mp->m_super->s_maxbytes);
371
372         if (offset > mp->m_super->s_maxbytes - count)
373                 count = mp->m_super->s_maxbytes - offset;
374         end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, (xfs_ufsize_t)offset + count);
375
376         /*
377          * Check if this is offset is covered by a COW extents, and if yes use
378          * it directly instead of looking up anything in the data fork.
379          */
380         if (xfs_inode_has_cow_data(ip) &&
381             xfs_iext_lookup_extent(ip, ip->i_cowfp, offset_fsb, &icur, &imap))
382                 cow_fsb = imap.br_startoff;
383         if (cow_fsb != NULLFILEOFF && cow_fsb <= offset_fsb) {
384                 wpc->cow_seq = READ_ONCE(ip->i_cowfp->if_seq);
385                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
386                 /*
387                  * Truncate can race with writeback since writeback doesn't
388                  * take the iolock and truncate decreases the file size before
389                  * it starts truncating the pages between new_size and old_size.
390                  * Therefore, we can end up in the situation where writeback
391                  * gets a CoW fork mapping but the truncate makes the mapping
392                  * invalid and we end up in here trying to get a new mapping.
393                  * bail out here so that we simply never get a valid mapping
394                  * and so we drop the write altogether.  The page truncation
395                  * will kill the contents anyway.
396                  */
397                 if (offset > i_size_read(inode)) {
398                         wpc->io_type = XFS_IO_HOLE;
399                         return 0;
400                 }
401                 whichfork = XFS_COW_FORK;
402                 wpc->io_type = XFS_IO_COW;
403                 goto allocate_blocks;
404         }
405
406         /*
407          * Map valid and no COW extent in the way?  We're done.
408          */
409         if (imap_valid) {
410                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
411                 return 0;
412         }
413
414         /*
415          * If we don't have a valid map, now it's time to get a new one for this
416          * offset.  This will convert delayed allocations (including COW ones)
417          * into real extents.
418          */
419         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, &ip->i_df, offset_fsb, &icur, &imap))
420                 imap.br_startoff = end_fsb;     /* fake a hole past EOF */
421         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
422
423         if (imap.br_startoff > offset_fsb) {
424                 /* landed in a hole or beyond EOF */
425                 imap.br_blockcount = imap.br_startoff - offset_fsb;
426                 imap.br_startoff = offset_fsb;
427                 imap.br_startblock = HOLESTARTBLOCK;
428                 wpc->io_type = XFS_IO_HOLE;
429         } else {
430                 /*
431                  * Truncate to the next COW extent if there is one.  This is the
432                  * only opportunity to do this because we can skip COW fork
433                  * lookups for the subsequent blocks in the mapping; however,
434                  * the requirement to treat the COW range separately remains.
435                  */
436                 if (cow_fsb != NULLFILEOFF &&
437                     cow_fsb < imap.br_startoff + imap.br_blockcount)
438                         imap.br_blockcount = cow_fsb - imap.br_startoff;
439
440                 if (isnullstartblock(imap.br_startblock)) {
441                         /* got a delalloc extent */
442                         wpc->io_type = XFS_IO_DELALLOC;
443                         goto allocate_blocks;
444                 }
445
446                 if (imap.br_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
447                         wpc->io_type = XFS_IO_UNWRITTEN;
448                 else
449                         wpc->io_type = XFS_IO_OVERWRITE;
450         }
451
452         wpc->imap = imap;
453         trace_xfs_map_blocks_found(ip, offset, count, wpc->io_type, &imap);
454         return 0;
455 allocate_blocks:
456         error = xfs_iomap_write_allocate(ip, whichfork, offset, &imap,
457                         &wpc->cow_seq);
458         if (error)
459                 return error;
460         ASSERT(whichfork == XFS_COW_FORK || cow_fsb == NULLFILEOFF ||
461                imap.br_startoff + imap.br_blockcount <= cow_fsb);
462         wpc->imap = imap;
463         trace_xfs_map_blocks_alloc(ip, offset, count, wpc->io_type, &imap);
464         return 0;
465 }
466
467 /*
468  * Submit the bio for an ioend. We are passed an ioend with a bio attached to
469  * it, and we submit that bio. The ioend may be used for multiple bio
470  * submissions, so we only want to allocate an append transaction for the ioend
471  * once. In the case of multiple bio submission, each bio will take an IO
472  * reference to the ioend to ensure that the ioend completion is only done once
473  * all bios have been submitted and the ioend is really done.
474  *
475  * If @fail is non-zero, it means that we have a situation where some part of
476  * the submission process has failed after we have marked paged for writeback
477  * and unlocked them. In this situation, we need to fail the bio and ioend
478  * rather than submit it to IO. This typically only happens on a filesystem
479  * shutdown.
480  */
481 STATIC int
482 xfs_submit_ioend(
483         struct writeback_control *wbc,
484         struct xfs_ioend        *ioend,
485         int                     status)
486 {
487         /* Convert CoW extents to regular */
488         if (!status && ioend->io_type == XFS_IO_COW) {
489                 /*
490                  * Yuk. This can do memory allocation, but is not a
491                  * transactional operation so everything is done in GFP_KERNEL
492                  * context. That can deadlock, because we hold pages in
493                  * writeback state and GFP_KERNEL allocations can block on them.
494                  * Hence we must operate in nofs conditions here.
495                  */
496                 unsigned nofs_flag;
497
498                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
499                 status = xfs_reflink_convert_cow(XFS_I(ioend->io_inode),
500                                 ioend->io_offset, ioend->io_size);
501                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
502         }
503
504         /* Reserve log space if we might write beyond the on-disk inode size. */
505         if (!status &&
506             ioend->io_type != XFS_IO_UNWRITTEN &&
507             xfs_ioend_is_append(ioend) &&
508             !ioend->io_append_trans)
509                 status = xfs_setfilesize_trans_alloc(ioend);
510
511         ioend->io_bio->bi_private = ioend;
512         ioend->io_bio->bi_end_io = xfs_end_bio;
513         ioend->io_bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
514
515         /*
516          * If we are failing the IO now, just mark the ioend with an
517          * error and finish it. This will run IO completion immediately
518          * as there is only one reference to the ioend at this point in
519          * time.
520          */
521         if (status) {
522                 ioend->io_bio->bi_status = errno_to_blk_status(status);
523                 bio_endio(ioend->io_bio);
524                 return status;
525         }
526
527         ioend->io_bio->bi_write_hint = ioend->io_inode->i_write_hint;
528         submit_bio(ioend->io_bio);
529         return 0;
530 }
531
532 static struct xfs_ioend *
533 xfs_alloc_ioend(
534         struct inode            *inode,
535         unsigned int            type,
536         xfs_off_t               offset,
537         struct block_device     *bdev,
538         sector_t                sector)
539 {
540         struct xfs_ioend        *ioend;
541         struct bio              *bio;
542
543         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES, &xfs_ioend_bioset);
544         bio_set_dev(bio, bdev);
545         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
546
547         ioend = container_of(bio, struct xfs_ioend, io_inline_bio);
548         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
549         ioend->io_type = type;
550         ioend->io_inode = inode;
551         ioend->io_size = 0;
552         ioend->io_offset = offset;
553         INIT_WORK(&ioend->io_work, xfs_end_io);
554         ioend->io_append_trans = NULL;
555         ioend->io_bio = bio;
556         return ioend;
557 }
558
559 /*
560  * Allocate a new bio, and chain the old bio to the new one.
561  *
562  * Note that we have to do perform the chaining in this unintuitive order
563  * so that the bi_private linkage is set up in the right direction for the
564  * traversal in xfs_destroy_ioend().
565  */
566 static void
567 xfs_chain_bio(
568         struct xfs_ioend        *ioend,
569         struct writeback_control *wbc,
570         struct block_device     *bdev,
571         sector_t                sector)
572 {
573         struct bio *new;
574
575         new = bio_alloc(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES);
576         bio_set_dev(new, bdev);
577         new->bi_iter.bi_sector = sector;
578         bio_chain(ioend->io_bio, new);
579         bio_get(ioend->io_bio);         /* for xfs_destroy_ioend */
580         ioend->io_bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
581         ioend->io_bio->bi_write_hint = ioend->io_inode->i_write_hint;
582         submit_bio(ioend->io_bio);
583         ioend->io_bio = new;
584 }
585
586 /*
587  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
588  * first, otherwise finish off the current ioend and start another.
589  */
590 STATIC void
591 xfs_add_to_ioend(
592         struct inode            *inode,
593         xfs_off_t               offset,
594         struct page             *page,
595         struct iomap_page       *iop,
596         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
597         struct writeback_control *wbc,
598         struct list_head        *iolist)
599 {
600         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
601         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
602         struct block_device     *bdev = xfs_find_bdev_for_inode(inode);
603         unsigned                len = i_blocksize(inode);
604         unsigned                poff = offset & (PAGE_SIZE - 1);
605         sector_t                sector;
606
607         sector = xfs_fsb_to_db(ip, wpc->imap.br_startblock) +
608                 ((offset - XFS_FSB_TO_B(mp, wpc->imap.br_startoff)) >> 9);
609
610         if (!wpc->ioend || wpc->io_type != wpc->ioend->io_type ||
611             sector != bio_end_sector(wpc->ioend->io_bio) ||
612             offset != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size) {
613                 if (wpc->ioend)
614                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
615                 wpc->ioend = xfs_alloc_ioend(inode, wpc->io_type, offset,
616                                 bdev, sector);
617         }
618
619         if (!__bio_try_merge_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff)) {
620                 if (iop)
621                         atomic_inc(&iop->write_count);
622                 if (bio_full(wpc->ioend->io_bio))
623                         xfs_chain_bio(wpc->ioend, wbc, bdev, sector);
624                 __bio_add_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff);
625         }
626
627         wpc->ioend->io_size += len;
628 }
629
630 STATIC void
631 xfs_vm_invalidatepage(
632         struct page             *page,
633         unsigned int            offset,
634         unsigned int            length)
635 {
636         trace_xfs_invalidatepage(page->mapping->host, page, offset, length);
637         iomap_invalidatepage(page, offset, length);
638 }
639
640 /*
641  * If the page has delalloc blocks on it, we need to punch them out before we
642  * invalidate the page.  If we don't, we leave a stale delalloc mapping on the
643  * inode that can trip up a later direct I/O read operation on the same region.
644  *
645  * We prevent this by truncating away the delalloc regions on the page.  Because
646  * they are delalloc, we can do this without needing a transaction. Indeed - if
647  * we get ENOSPC errors, we have to be able to do this truncation without a
648  * transaction as there is no space left for block reservation (typically why we
649  * see a ENOSPC in writeback).
650  */
651 STATIC void
652 xfs_aops_discard_page(
653         struct page             *page)
654 {
655         struct inode            *inode = page->mapping->host;
656         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
657         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
658         loff_t                  offset = page_offset(page);
659         xfs_fileoff_t           start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
660         int                     error;
661
662         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
663                 goto out_invalidate;
664
665         xfs_alert(mp,
666                 "page discard on page "PTR_FMT", inode 0x%llx, offset %llu.",
667                         page, ip->i_ino, offset);
668
669         error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
670                         PAGE_SIZE / i_blocksize(inode));
671         if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
672                 xfs_alert(mp, "page discard unable to remove delalloc mapping.");
673 out_invalidate:
674         xfs_vm_invalidatepage(page, 0, PAGE_SIZE);
675 }
676
677 /*
678  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
679  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
680  * forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we are
681  * adding blocks to is cached on the writepage context, and if the new block
682  * does not append to the cached ioend it will create a new ioend and cache that
683  * instead.
684  *
685  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
686  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
687  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
688  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
689  *
690  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
691  * writepage context that the caller will need to submit.
692  */
693 static int
694 xfs_writepage_map(
695         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
696         struct writeback_control *wbc,
697         struct inode            *inode,
698         struct page             *page,
699         uint64_t                end_offset)
700 {
701         LIST_HEAD(submit_list);
702         struct iomap_page       *iop = to_iomap_page(page);
703         unsigned                len = i_blocksize(inode);
704         struct xfs_ioend        *ioend, *next;
705         uint64_t                file_offset;    /* file offset of page */
706         int                     error = 0, count = 0, i;
707
708         ASSERT(iop || i_blocksize(inode) == PAGE_SIZE);
709         ASSERT(!iop || atomic_read(&iop->write_count) == 0);
710
711         /*
712          * Walk through the page to find areas to write back. If we run off the
713          * end of the current map or find the current map invalid, grab a new
714          * one.
715          */
716         for (i = 0, file_offset = page_offset(page);
717              i < (PAGE_SIZE >> inode->i_blkbits) && file_offset < end_offset;
718              i++, file_offset += len) {
719                 if (iop && !test_bit(i, iop->uptodate))
720                         continue;
721
722                 error = xfs_map_blocks(wpc, inode, file_offset);
723                 if (error)
724                         break;
725                 if (wpc->io_type == XFS_IO_HOLE)
726                         continue;
727                 xfs_add_to_ioend(inode, file_offset, page, iop, wpc, wbc,
728                                  &submit_list);
729                 count++;
730         }
731
732         ASSERT(wpc->ioend || list_empty(&submit_list));
733         ASSERT(PageLocked(page));
734         ASSERT(!PageWriteback(page));
735
736         /*
737          * On error, we have to fail the ioend here because we may have set
738          * pages under writeback, we have to make sure we run IO completion to
739          * mark the error state of the IO appropriately, so we can't cancel the
740          * ioend directly here.  That means we have to mark this page as under
741          * writeback if we included any blocks from it in the ioend chain so
742          * that completion treats it correctly.
743          *
744          * If we didn't include the page in the ioend, the on error we can
745          * simply discard and unlock it as there are no other users of the page
746          * now.  The caller will still need to trigger submission of outstanding
747          * ioends on the writepage context so they are treated correctly on
748          * error.
749          */
750         if (unlikely(error)) {
751                 if (!count) {
752                         xfs_aops_discard_page(page);
753                         ClearPageUptodate(page);
754                         unlock_page(page);
755                         goto done;
756                 }
757
758                 /*
759                  * If the page was not fully cleaned, we need to ensure that the
760                  * higher layers come back to it correctly.  That means we need
761                  * to keep the page dirty, and for WB_SYNC_ALL writeback we need
762                  * to ensure the PAGECACHE_TAG_TOWRITE index mark is not removed
763                  * so another attempt to write this page in this writeback sweep
764                  * will be made.
765                  */
766                 set_page_writeback_keepwrite(page);
767         } else {
768                 clear_page_dirty_for_io(page);
769                 set_page_writeback(page);
770         }
771
772         unlock_page(page);
773
774         /*
775          * Preserve the original error if there was one, otherwise catch
776          * submission errors here and propagate into subsequent ioend
777          * submissions.
778          */
779         list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
780                 int error2;
781
782                 list_del_init(&ioend->io_list);
783                 error2 = xfs_submit_ioend(wbc, ioend, error);
784                 if (error2 && !error)
785                         error = error2;
786         }
787
788         /*
789          * We can end up here with no error and nothing to write only if we race
790          * with a partial page truncate on a sub-page block sized filesystem.
791          */
792         if (!count)
793                 end_page_writeback(page);
794 done:
795         mapping_set_error(page->mapping, error);
796         return error;
797 }
798
799 /*
800  * Write out a dirty page.
801  *
802  * For delalloc space on the page we need to allocate space and flush it.
803  * For unwritten space on the page we need to start the conversion to
804  * regular allocated space.
805  */
806 STATIC int
807 xfs_do_writepage(
808         struct page             *page,
809         struct writeback_control *wbc,
810         void                    *data)
811 {
812         struct xfs_writepage_ctx *wpc = data;
813         struct inode            *inode = page->mapping->host;
814         loff_t                  offset;
815         uint64_t              end_offset;
816         pgoff_t                 end_index;
817
818         trace_xfs_writepage(inode, page, 0, 0);
819
820         /*
821          * Refuse to write the page out if we are called from reclaim context.
822          *
823          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
824          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
825          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
826          *
827          * This should never happen except in the case of a VM regression so
828          * warn about it.
829          */
830         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
831                         PF_MEMALLOC))
832                 goto redirty;
833
834         /*
835          * Given that we do not allow direct reclaim to call us, we should
836          * never be called while in a filesystem transaction.
837          */
838         if (WARN_ON_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC_NOFS))
839                 goto redirty;
840
841         /*
842          * Is this page beyond the end of the file?
843          *
844          * The page index is less than the end_index, adjust the end_offset
845          * to the highest offset that this page should represent.
846          * -----------------------------------------------------
847          * |                    file mapping           | <EOF> |
848          * -----------------------------------------------------
849          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
850          * ^--------------------------------^----------|--------
851          * |     desired writeback range    |      see else    |
852          * ---------------------------------^------------------|
853          */
854         offset = i_size_read(inode);
855         end_index = offset >> PAGE_SHIFT;
856         if (page->index < end_index)
857                 end_offset = (xfs_off_t)(page->index + 1) << PAGE_SHIFT;
858         else {
859                 /*
860                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
861                  * i_size or not.
862                  * -------------------------------------------------------
863                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
864                  * -------------------------------------------------------
865                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
866                  * ^--------------------------------^-----------|---------
867                  * |                                |      Straddles     |
868                  * ---------------------------------^-----------|--------|
869                  */
870                 unsigned offset_into_page = offset & (PAGE_SIZE - 1);
871
872                 /*
873                  * Skip the page if it is fully outside i_size, e.g. due to a
874                  * truncate operation that is in progress. We must redirty the
875                  * page so that reclaim stops reclaiming it. Otherwise
876                  * xfs_vm_releasepage() is called on it and gets confused.
877                  *
878                  * Note that the end_index is unsigned long, it would overflow
879                  * if the given offset is greater than 16TB on 32-bit system
880                  * and if we do check the page is fully outside i_size or not
881                  * via "if (page->index >= end_index + 1)" as "end_index + 1"
882                  * will be evaluated to 0.  Hence this page will be redirtied
883                  * and be written out repeatedly which would result in an
884                  * infinite loop, the user program that perform this operation
885                  * will hang.  Instead, we can verify this situation by checking
886                  * if the page to write is totally beyond the i_size or if it's
887                  * offset is just equal to the EOF.
888                  */
889                 if (page->index > end_index ||
890                     (page->index == end_index && offset_into_page == 0))
891                         goto redirty;
892
893                 /*
894                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
895                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
896                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
897                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
898                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
899                  * not written out to the file."
900                  */
901                 zero_user_segment(page, offset_into_page, PAGE_SIZE);
902
903                 /* Adjust the end_offset to the end of file */
904                 end_offset = offset;
905         }
906
907         return xfs_writepage_map(wpc, wbc, inode, page, end_offset);
908
909 redirty:
910         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
911         unlock_page(page);
912         return 0;
913 }
914
915 STATIC int
916 xfs_vm_writepage(
917         struct page             *page,
918         struct writeback_control *wbc)
919 {
920         struct xfs_writepage_ctx wpc = {
921                 .io_type = XFS_IO_HOLE,
922         };
923         int                     ret;
924
925         ret = xfs_do_writepage(page, wbc, &wpc);
926         if (wpc.ioend)
927                 ret = xfs_submit_ioend(wbc, wpc.ioend, ret);
928         return ret;
929 }
930
931 STATIC int
932 xfs_vm_writepages(
933         struct address_space    *mapping,
934         struct writeback_control *wbc)
935 {
936         struct xfs_writepage_ctx wpc = {
937                 .io_type = XFS_IO_HOLE,
938         };
939         int                     ret;
940
941         xfs_iflags_clear(XFS_I(mapping->host), XFS_ITRUNCATED);
942         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, xfs_do_writepage, &wpc);
943         if (wpc.ioend)
944                 ret = xfs_submit_ioend(wbc, wpc.ioend, ret);
945         return ret;
946 }
947
948 STATIC int
949 xfs_dax_writepages(
950         struct address_space    *mapping,
951         struct writeback_control *wbc)
952 {
953         xfs_iflags_clear(XFS_I(mapping->host), XFS_ITRUNCATED);
954         return dax_writeback_mapping_range(mapping,
955                         xfs_find_bdev_for_inode(mapping->host), wbc);
956 }
957
958 STATIC int
959 xfs_vm_releasepage(
960         struct page             *page,
961         gfp_t                   gfp_mask)
962 {
963         trace_xfs_releasepage(page->mapping->host, page, 0, 0);
964         return iomap_releasepage(page, gfp_mask);
965 }
966
967 STATIC sector_t
968 xfs_vm_bmap(
969         struct address_space    *mapping,
970         sector_t                block)
971 {
972         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(mapping->host);
973
974         trace_xfs_vm_bmap(ip);
975
976         /*
977          * The swap code (ab-)uses ->bmap to get a block mapping and then
978          * bypasses the file system for actual I/O.  We really can't allow
979          * that on reflinks inodes, so we have to skip out here.  And yes,
980          * 0 is the magic code for a bmap error.
981          *
982          * Since we don't pass back blockdev info, we can't return bmap
983          * information for rt files either.
984          */
985         if (xfs_is_reflink_inode(ip) || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
986                 return 0;
987         return iomap_bmap(mapping, block, &xfs_iomap_ops);
988 }
989
990 STATIC int
991 xfs_vm_readpage(
992         struct file             *unused,
993         struct page             *page)
994 {
995         trace_xfs_vm_readpage(page->mapping->host, 1);
996         return iomap_readpage(page, &xfs_iomap_ops);
997 }
998
999 STATIC int
1000 xfs_vm_readpages(
1001         struct file             *unused,
1002         struct address_space    *mapping,
1003         struct list_head        *pages,
1004         unsigned                nr_pages)
1005 {
1006         trace_xfs_vm_readpages(mapping->host, nr_pages);
1007         return iomap_readpages(mapping, pages, nr_pages, &xfs_iomap_ops);
1008 }
1009
1010 static int
1011 xfs_iomap_swapfile_activate(
1012         struct swap_info_struct         *sis,
1013         struct file                     *swap_file,
1014         sector_t                        *span)
1015 {
1016         sis->bdev = xfs_find_bdev_for_inode(file_inode(swap_file));
1017         return iomap_swapfile_activate(sis, swap_file, span, &xfs_iomap_ops);
1018 }
1019
1020 const struct address_space_operations xfs_address_space_operations = {
1021         .readpage               = xfs_vm_readpage,
1022         .readpages              = xfs_vm_readpages,
1023         .writepage              = xfs_vm_writepage,
1024         .writepages             = xfs_vm_writepages,
1025         .set_page_dirty         = iomap_set_page_dirty,
1026         .releasepage            = xfs_vm_releasepage,
1027         .invalidatepage         = xfs_vm_invalidatepage,
1028         .bmap                   = xfs_vm_bmap,
1029         .direct_IO              = noop_direct_IO,
1030         .migratepage            = iomap_migrate_page,
1031         .is_partially_uptodate  = iomap_is_partially_uptodate,
1032         .error_remove_page      = generic_error_remove_page,
1033         .swap_activate          = xfs_iomap_swapfile_activate,
1034 };
1035
1036 const struct address_space_operations xfs_dax_aops = {
1037         .writepages             = xfs_dax_writepages,
1038         .direct_IO              = noop_direct_IO,
1039         .set_page_dirty         = noop_set_page_dirty,
1040         .invalidatepage         = noop_invalidatepage,
1041         .swap_activate          = xfs_iomap_swapfile_activate,
1042 };