]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - fs/xfs/xfs_aops.c
Merge tag 'acpi-5.1-rc4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rafael/linux-pm
[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         int                     fork;
32         unsigned int            data_seq;
33         unsigned int            cow_seq;
34         struct xfs_ioend        *ioend;
35 };
36
37 struct block_device *
38 xfs_find_bdev_for_inode(
39         struct inode            *inode)
40 {
41         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
42         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
43
44         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
45                 return mp->m_rtdev_targp->bt_bdev;
46         else
47                 return mp->m_ddev_targp->bt_bdev;
48 }
49
50 struct dax_device *
51 xfs_find_daxdev_for_inode(
52         struct inode            *inode)
53 {
54         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
55         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
56
57         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
58                 return mp->m_rtdev_targp->bt_daxdev;
59         else
60                 return mp->m_ddev_targp->bt_daxdev;
61 }
62
63 static void
64 xfs_finish_page_writeback(
65         struct inode            *inode,
66         struct bio_vec  *bvec,
67         int                     error)
68 {
69         struct iomap_page       *iop = to_iomap_page(bvec->bv_page);
70
71         if (error) {
72                 SetPageError(bvec->bv_page);
73                 mapping_set_error(inode->i_mapping, -EIO);
74         }
75
76         ASSERT(iop || i_blocksize(inode) == PAGE_SIZE);
77         ASSERT(!iop || atomic_read(&iop->write_count) > 0);
78
79         if (!iop || atomic_dec_and_test(&iop->write_count))
80                 end_page_writeback(bvec->bv_page);
81 }
82
83 /*
84  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
85  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
86  * ioend after this.
87  */
88 STATIC void
89 xfs_destroy_ioend(
90         struct xfs_ioend        *ioend,
91         int                     error)
92 {
93         struct inode            *inode = ioend->io_inode;
94         struct bio              *bio = &ioend->io_inline_bio;
95         struct bio              *last = ioend->io_bio, *next;
96         u64                     start = bio->bi_iter.bi_sector;
97         bool                    quiet = bio_flagged(bio, BIO_QUIET);
98
99         for (bio = &ioend->io_inline_bio; bio; bio = next) {
100                 struct bio_vec  *bvec;
101                 int             i;
102                 struct bvec_iter_all iter_all;
103
104                 /*
105                  * For the last bio, bi_private points to the ioend, so we
106                  * need to explicitly end the iteration here.
107                  */
108                 if (bio == last)
109                         next = NULL;
110                 else
111                         next = bio->bi_private;
112
113                 /* walk each page on bio, ending page IO on them */
114                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i, iter_all)
115                         xfs_finish_page_writeback(inode, bvec, error);
116                 bio_put(bio);
117         }
118
119         if (unlikely(error && !quiet)) {
120                 xfs_err_ratelimited(XFS_I(inode)->i_mount,
121                         "writeback error on sector %llu", start);
122         }
123 }
124
125 /*
126  * Fast and loose check if this write could update the on-disk inode size.
127  */
128 static inline bool xfs_ioend_is_append(struct xfs_ioend *ioend)
129 {
130         return ioend->io_offset + ioend->io_size >
131                 XFS_I(ioend->io_inode)->i_d.di_size;
132 }
133
134 STATIC int
135 xfs_setfilesize_trans_alloc(
136         struct xfs_ioend        *ioend)
137 {
138         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(ioend->io_inode)->i_mount;
139         struct xfs_trans        *tp;
140         int                     error;
141
142         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_fsyncts, 0, 0,
143                                 XFS_TRANS_NOFS, &tp);
144         if (error)
145                 return error;
146
147         ioend->io_append_trans = tp;
148
149         /*
150          * We may pass freeze protection with a transaction.  So tell lockdep
151          * we released it.
152          */
153         __sb_writers_release(ioend->io_inode->i_sb, SB_FREEZE_FS);
154         /*
155          * We hand off the transaction to the completion thread now, so
156          * clear the flag here.
157          */
158         current_restore_flags_nested(&tp->t_pflags, PF_MEMALLOC_NOFS);
159         return 0;
160 }
161
162 /*
163  * Update on-disk file size now that data has been written to disk.
164  */
165 STATIC int
166 __xfs_setfilesize(
167         struct xfs_inode        *ip,
168         struct xfs_trans        *tp,
169         xfs_off_t               offset,
170         size_t                  size)
171 {
172         xfs_fsize_t             isize;
173
174         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
175         isize = xfs_new_eof(ip, offset + size);
176         if (!isize) {
177                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
178                 xfs_trans_cancel(tp);
179                 return 0;
180         }
181
182         trace_xfs_setfilesize(ip, offset, size);
183
184         ip->i_d.di_size = isize;
185         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
186         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
187
188         return xfs_trans_commit(tp);
189 }
190
191 int
192 xfs_setfilesize(
193         struct xfs_inode        *ip,
194         xfs_off_t               offset,
195         size_t                  size)
196 {
197         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
198         struct xfs_trans        *tp;
199         int                     error;
200
201         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_fsyncts, 0, 0, 0, &tp);
202         if (error)
203                 return error;
204
205         return __xfs_setfilesize(ip, tp, offset, size);
206 }
207
208 STATIC int
209 xfs_setfilesize_ioend(
210         struct xfs_ioend        *ioend,
211         int                     error)
212 {
213         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(ioend->io_inode);
214         struct xfs_trans        *tp = ioend->io_append_trans;
215
216         /*
217          * The transaction may have been allocated in the I/O submission thread,
218          * thus we need to mark ourselves as being in a transaction manually.
219          * Similarly for freeze protection.
220          */
221         current_set_flags_nested(&tp->t_pflags, PF_MEMALLOC_NOFS);
222         __sb_writers_acquired(VFS_I(ip)->i_sb, SB_FREEZE_FS);
223
224         /* we abort the update if there was an IO error */
225         if (error) {
226                 xfs_trans_cancel(tp);
227                 return error;
228         }
229
230         return __xfs_setfilesize(ip, tp, ioend->io_offset, ioend->io_size);
231 }
232
233 /*
234  * IO write completion.
235  */
236 STATIC void
237 xfs_end_io(
238         struct work_struct *work)
239 {
240         struct xfs_ioend        *ioend =
241                 container_of(work, struct xfs_ioend, io_work);
242         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(ioend->io_inode);
243         xfs_off_t               offset = ioend->io_offset;
244         size_t                  size = ioend->io_size;
245         int                     error;
246
247         /*
248          * Just clean up the in-memory strutures if the fs has been shut down.
249          */
250         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount)) {
251                 error = -EIO;
252                 goto done;
253         }
254
255         /*
256          * Clean up any COW blocks on an I/O error.
257          */
258         error = blk_status_to_errno(ioend->io_bio->bi_status);
259         if (unlikely(error)) {
260                 if (ioend->io_fork == XFS_COW_FORK)
261                         xfs_reflink_cancel_cow_range(ip, offset, size, true);
262                 goto done;
263         }
264
265         /*
266          * Success: commit the COW or unwritten blocks if needed.
267          */
268         if (ioend->io_fork == XFS_COW_FORK)
269                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
270         else if (ioend->io_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
271                 error = xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, false);
272         else
273                 ASSERT(!xfs_ioend_is_append(ioend) || ioend->io_append_trans);
274
275 done:
276         if (ioend->io_append_trans)
277                 error = xfs_setfilesize_ioend(ioend, error);
278         xfs_destroy_ioend(ioend, error);
279 }
280
281 STATIC void
282 xfs_end_bio(
283         struct bio              *bio)
284 {
285         struct xfs_ioend        *ioend = bio->bi_private;
286         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(ioend->io_inode)->i_mount;
287
288         if (ioend->io_fork == XFS_COW_FORK ||
289             ioend->io_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
290                 queue_work(mp->m_unwritten_workqueue, &ioend->io_work);
291         else if (ioend->io_append_trans)
292                 queue_work(mp->m_data_workqueue, &ioend->io_work);
293         else
294                 xfs_destroy_ioend(ioend, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
295 }
296
297 /*
298  * Fast revalidation of the cached writeback mapping. Return true if the current
299  * mapping is valid, false otherwise.
300  */
301 static bool
302 xfs_imap_valid(
303         struct xfs_writepage_ctx        *wpc,
304         struct xfs_inode                *ip,
305         xfs_fileoff_t                   offset_fsb)
306 {
307         if (offset_fsb < wpc->imap.br_startoff ||
308             offset_fsb >= wpc->imap.br_startoff + wpc->imap.br_blockcount)
309                 return false;
310         /*
311          * If this is a COW mapping, it is sufficient to check that the mapping
312          * covers the offset. Be careful to check this first because the caller
313          * can revalidate a COW mapping without updating the data seqno.
314          */
315         if (wpc->fork == XFS_COW_FORK)
316                 return true;
317
318         /*
319          * This is not a COW mapping. Check the sequence number of the data fork
320          * because concurrent changes could have invalidated the extent. Check
321          * the COW fork because concurrent changes since the last time we
322          * checked (and found nothing at this offset) could have added
323          * overlapping blocks.
324          */
325         if (wpc->data_seq != READ_ONCE(ip->i_df.if_seq))
326                 return false;
327         if (xfs_inode_has_cow_data(ip) &&
328             wpc->cow_seq != READ_ONCE(ip->i_cowfp->if_seq))
329                 return false;
330         return true;
331 }
332
333 /*
334  * Pass in a dellalloc extent and convert it to real extents, return the real
335  * extent that maps offset_fsb in wpc->imap.
336  *
337  * The current page is held locked so nothing could have removed the block
338  * backing offset_fsb, although it could have moved from the COW to the data
339  * fork by another thread.
340  */
341 static int
342 xfs_convert_blocks(
343         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
344         struct xfs_inode        *ip,
345         xfs_fileoff_t           offset_fsb)
346 {
347         int                     error;
348
349         /*
350          * Attempt to allocate whatever delalloc extent currently backs
351          * offset_fsb and put the result into wpc->imap.  Allocate in a loop
352          * because it may take several attempts to allocate real blocks for a
353          * contiguous delalloc extent if free space is sufficiently fragmented.
354          */
355         do {
356                 error = xfs_bmapi_convert_delalloc(ip, wpc->fork, offset_fsb,
357                                 &wpc->imap, wpc->fork == XFS_COW_FORK ?
358                                         &wpc->cow_seq : &wpc->data_seq);
359                 if (error)
360                         return error;
361         } while (wpc->imap.br_startoff + wpc->imap.br_blockcount <= offset_fsb);
362
363         return 0;
364 }
365
366 STATIC int
367 xfs_map_blocks(
368         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
369         struct inode            *inode,
370         loff_t                  offset)
371 {
372         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
373         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
374         ssize_t                 count = i_blocksize(inode);
375         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
376         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count);
377         xfs_fileoff_t           cow_fsb = NULLFILEOFF;
378         struct xfs_bmbt_irec    imap;
379         struct xfs_iext_cursor  icur;
380         int                     retries = 0;
381         int                     error = 0;
382
383         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
384                 return -EIO;
385
386         /*
387          * COW fork blocks can overlap data fork blocks even if the blocks
388          * aren't shared.  COW I/O always takes precedent, so we must always
389          * check for overlap on reflink inodes unless the mapping is already a
390          * COW one, or the COW fork hasn't changed from the last time we looked
391          * at it.
392          *
393          * It's safe to check the COW fork if_seq here without the ILOCK because
394          * we've indirectly protected against concurrent updates: writeback has
395          * the page locked, which prevents concurrent invalidations by reflink
396          * and directio and prevents concurrent buffered writes to the same
397          * page.  Changes to if_seq always happen under i_lock, which protects
398          * against concurrent updates and provides a memory barrier on the way
399          * out that ensures that we always see the current value.
400          */
401         if (xfs_imap_valid(wpc, ip, offset_fsb))
402                 return 0;
403
404         /*
405          * If we don't have a valid map, now it's time to get a new one for this
406          * offset.  This will convert delayed allocations (including COW ones)
407          * into real extents.  If we return without a valid map, it means we
408          * landed in a hole and we skip the block.
409          */
410 retry:
411         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
412         ASSERT(ip->i_d.di_format != XFS_DINODE_FMT_BTREE ||
413                (ip->i_df.if_flags & XFS_IFEXTENTS));
414
415         /*
416          * Check if this is offset is covered by a COW extents, and if yes use
417          * it directly instead of looking up anything in the data fork.
418          */
419         if (xfs_inode_has_cow_data(ip) &&
420             xfs_iext_lookup_extent(ip, ip->i_cowfp, offset_fsb, &icur, &imap))
421                 cow_fsb = imap.br_startoff;
422         if (cow_fsb != NULLFILEOFF && cow_fsb <= offset_fsb) {
423                 wpc->cow_seq = READ_ONCE(ip->i_cowfp->if_seq);
424                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
425
426                 wpc->fork = XFS_COW_FORK;
427                 goto allocate_blocks;
428         }
429
430         /*
431          * No COW extent overlap. Revalidate now that we may have updated
432          * ->cow_seq. If the data mapping is still valid, we're done.
433          */
434         if (xfs_imap_valid(wpc, ip, offset_fsb)) {
435                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
436                 return 0;
437         }
438
439         /*
440          * If we don't have a valid map, now it's time to get a new one for this
441          * offset.  This will convert delayed allocations (including COW ones)
442          * into real extents.
443          */
444         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, &ip->i_df, offset_fsb, &icur, &imap))
445                 imap.br_startoff = end_fsb;     /* fake a hole past EOF */
446         wpc->data_seq = READ_ONCE(ip->i_df.if_seq);
447         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
448
449         wpc->fork = XFS_DATA_FORK;
450
451         /* landed in a hole or beyond EOF? */
452         if (imap.br_startoff > offset_fsb) {
453                 imap.br_blockcount = imap.br_startoff - offset_fsb;
454                 imap.br_startoff = offset_fsb;
455                 imap.br_startblock = HOLESTARTBLOCK;
456                 imap.br_state = XFS_EXT_NORM;
457         }
458
459         /*
460          * Truncate to the next COW extent if there is one.  This is the only
461          * opportunity to do this because we can skip COW fork lookups for the
462          * subsequent blocks in the mapping; however, the requirement to treat
463          * the COW range separately remains.
464          */
465         if (cow_fsb != NULLFILEOFF &&
466             cow_fsb < imap.br_startoff + imap.br_blockcount)
467                 imap.br_blockcount = cow_fsb - imap.br_startoff;
468
469         /* got a delalloc extent? */
470         if (imap.br_startblock != HOLESTARTBLOCK &&
471             isnullstartblock(imap.br_startblock))
472                 goto allocate_blocks;
473
474         wpc->imap = imap;
475         trace_xfs_map_blocks_found(ip, offset, count, wpc->fork, &imap);
476         return 0;
477 allocate_blocks:
478         error = xfs_convert_blocks(wpc, ip, offset_fsb);
479         if (error) {
480                 /*
481                  * If we failed to find the extent in the COW fork we might have
482                  * raced with a COW to data fork conversion or truncate.
483                  * Restart the lookup to catch the extent in the data fork for
484                  * the former case, but prevent additional retries to avoid
485                  * looping forever for the latter case.
486                  */
487                 if (error == -EAGAIN && wpc->fork == XFS_COW_FORK && !retries++)
488                         goto retry;
489                 ASSERT(error != -EAGAIN);
490                 return error;
491         }
492
493         /*
494          * Due to merging the return real extent might be larger than the
495          * original delalloc one.  Trim the return extent to the next COW
496          * boundary again to force a re-lookup.
497          */
498         if (wpc->fork != XFS_COW_FORK && cow_fsb != NULLFILEOFF &&
499             cow_fsb < wpc->imap.br_startoff + wpc->imap.br_blockcount)
500                 wpc->imap.br_blockcount = cow_fsb - wpc->imap.br_startoff;
501
502         ASSERT(wpc->imap.br_startoff <= offset_fsb);
503         ASSERT(wpc->imap.br_startoff + wpc->imap.br_blockcount > offset_fsb);
504         trace_xfs_map_blocks_alloc(ip, offset, count, wpc->fork, &imap);
505         return 0;
506 }
507
508 /*
509  * Submit the bio for an ioend. We are passed an ioend with a bio attached to
510  * it, and we submit that bio. The ioend may be used for multiple bio
511  * submissions, so we only want to allocate an append transaction for the ioend
512  * once. In the case of multiple bio submission, each bio will take an IO
513  * reference to the ioend to ensure that the ioend completion is only done once
514  * all bios have been submitted and the ioend is really done.
515  *
516  * If @fail is non-zero, it means that we have a situation where some part of
517  * the submission process has failed after we have marked paged for writeback
518  * and unlocked them. In this situation, we need to fail the bio and ioend
519  * rather than submit it to IO. This typically only happens on a filesystem
520  * shutdown.
521  */
522 STATIC int
523 xfs_submit_ioend(
524         struct writeback_control *wbc,
525         struct xfs_ioend        *ioend,
526         int                     status)
527 {
528         /* Convert CoW extents to regular */
529         if (!status && ioend->io_fork == XFS_COW_FORK) {
530                 /*
531                  * Yuk. This can do memory allocation, but is not a
532                  * transactional operation so everything is done in GFP_KERNEL
533                  * context. That can deadlock, because we hold pages in
534                  * writeback state and GFP_KERNEL allocations can block on them.
535                  * Hence we must operate in nofs conditions here.
536                  */
537                 unsigned nofs_flag;
538
539                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
540                 status = xfs_reflink_convert_cow(XFS_I(ioend->io_inode),
541                                 ioend->io_offset, ioend->io_size);
542                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
543         }
544
545         /* Reserve log space if we might write beyond the on-disk inode size. */
546         if (!status &&
547             (ioend->io_fork == XFS_COW_FORK ||
548              ioend->io_state != XFS_EXT_UNWRITTEN) &&
549             xfs_ioend_is_append(ioend) &&
550             !ioend->io_append_trans)
551                 status = xfs_setfilesize_trans_alloc(ioend);
552
553         ioend->io_bio->bi_private = ioend;
554         ioend->io_bio->bi_end_io = xfs_end_bio;
555         ioend->io_bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
556
557         /*
558          * If we are failing the IO now, just mark the ioend with an
559          * error and finish it. This will run IO completion immediately
560          * as there is only one reference to the ioend at this point in
561          * time.
562          */
563         if (status) {
564                 ioend->io_bio->bi_status = errno_to_blk_status(status);
565                 bio_endio(ioend->io_bio);
566                 return status;
567         }
568
569         ioend->io_bio->bi_write_hint = ioend->io_inode->i_write_hint;
570         submit_bio(ioend->io_bio);
571         return 0;
572 }
573
574 static struct xfs_ioend *
575 xfs_alloc_ioend(
576         struct inode            *inode,
577         int                     fork,
578         xfs_exntst_t            state,
579         xfs_off_t               offset,
580         struct block_device     *bdev,
581         sector_t                sector)
582 {
583         struct xfs_ioend        *ioend;
584         struct bio              *bio;
585
586         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES, &xfs_ioend_bioset);
587         bio_set_dev(bio, bdev);
588         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
589
590         ioend = container_of(bio, struct xfs_ioend, io_inline_bio);
591         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
592         ioend->io_fork = fork;
593         ioend->io_state = state;
594         ioend->io_inode = inode;
595         ioend->io_size = 0;
596         ioend->io_offset = offset;
597         INIT_WORK(&ioend->io_work, xfs_end_io);
598         ioend->io_append_trans = NULL;
599         ioend->io_bio = bio;
600         return ioend;
601 }
602
603 /*
604  * Allocate a new bio, and chain the old bio to the new one.
605  *
606  * Note that we have to do perform the chaining in this unintuitive order
607  * so that the bi_private linkage is set up in the right direction for the
608  * traversal in xfs_destroy_ioend().
609  */
610 static void
611 xfs_chain_bio(
612         struct xfs_ioend        *ioend,
613         struct writeback_control *wbc,
614         struct block_device     *bdev,
615         sector_t                sector)
616 {
617         struct bio *new;
618
619         new = bio_alloc(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES);
620         bio_set_dev(new, bdev);
621         new->bi_iter.bi_sector = sector;
622         bio_chain(ioend->io_bio, new);
623         bio_get(ioend->io_bio);         /* for xfs_destroy_ioend */
624         ioend->io_bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
625         ioend->io_bio->bi_write_hint = ioend->io_inode->i_write_hint;
626         submit_bio(ioend->io_bio);
627         ioend->io_bio = new;
628 }
629
630 /*
631  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
632  * first, otherwise finish off the current ioend and start another.
633  */
634 STATIC void
635 xfs_add_to_ioend(
636         struct inode            *inode,
637         xfs_off_t               offset,
638         struct page             *page,
639         struct iomap_page       *iop,
640         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
641         struct writeback_control *wbc,
642         struct list_head        *iolist)
643 {
644         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
645         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
646         struct block_device     *bdev = xfs_find_bdev_for_inode(inode);
647         unsigned                len = i_blocksize(inode);
648         unsigned                poff = offset & (PAGE_SIZE - 1);
649         sector_t                sector;
650
651         sector = xfs_fsb_to_db(ip, wpc->imap.br_startblock) +
652                 ((offset - XFS_FSB_TO_B(mp, wpc->imap.br_startoff)) >> 9);
653
654         if (!wpc->ioend ||
655             wpc->fork != wpc->ioend->io_fork ||
656             wpc->imap.br_state != wpc->ioend->io_state ||
657             sector != bio_end_sector(wpc->ioend->io_bio) ||
658             offset != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size) {
659                 if (wpc->ioend)
660                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
661                 wpc->ioend = xfs_alloc_ioend(inode, wpc->fork,
662                                 wpc->imap.br_state, offset, bdev, sector);
663         }
664
665         if (!__bio_try_merge_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff, true)) {
666                 if (iop)
667                         atomic_inc(&iop->write_count);
668                 if (bio_full(wpc->ioend->io_bio))
669                         xfs_chain_bio(wpc->ioend, wbc, bdev, sector);
670                 bio_add_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff);
671         }
672
673         wpc->ioend->io_size += len;
674 }
675
676 STATIC void
677 xfs_vm_invalidatepage(
678         struct page             *page,
679         unsigned int            offset,
680         unsigned int            length)
681 {
682         trace_xfs_invalidatepage(page->mapping->host, page, offset, length);
683         iomap_invalidatepage(page, offset, length);
684 }
685
686 /*
687  * If the page has delalloc blocks on it, we need to punch them out before we
688  * invalidate the page.  If we don't, we leave a stale delalloc mapping on the
689  * inode that can trip up a later direct I/O read operation on the same region.
690  *
691  * We prevent this by truncating away the delalloc regions on the page.  Because
692  * they are delalloc, we can do this without needing a transaction. Indeed - if
693  * we get ENOSPC errors, we have to be able to do this truncation without a
694  * transaction as there is no space left for block reservation (typically why we
695  * see a ENOSPC in writeback).
696  */
697 STATIC void
698 xfs_aops_discard_page(
699         struct page             *page)
700 {
701         struct inode            *inode = page->mapping->host;
702         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
703         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
704         loff_t                  offset = page_offset(page);
705         xfs_fileoff_t           start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
706         int                     error;
707
708         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
709                 goto out_invalidate;
710
711         xfs_alert(mp,
712                 "page discard on page "PTR_FMT", inode 0x%llx, offset %llu.",
713                         page, ip->i_ino, offset);
714
715         error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
716                         PAGE_SIZE / i_blocksize(inode));
717         if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
718                 xfs_alert(mp, "page discard unable to remove delalloc mapping.");
719 out_invalidate:
720         xfs_vm_invalidatepage(page, 0, PAGE_SIZE);
721 }
722
723 /*
724  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
725  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
726  * forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we are
727  * adding blocks to is cached on the writepage context, and if the new block
728  * does not append to the cached ioend it will create a new ioend and cache that
729  * instead.
730  *
731  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
732  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
733  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
734  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
735  *
736  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
737  * writepage context that the caller will need to submit.
738  */
739 static int
740 xfs_writepage_map(
741         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
742         struct writeback_control *wbc,
743         struct inode            *inode,
744         struct page             *page,
745         uint64_t                end_offset)
746 {
747         LIST_HEAD(submit_list);
748         struct iomap_page       *iop = to_iomap_page(page);
749         unsigned                len = i_blocksize(inode);
750         struct xfs_ioend        *ioend, *next;
751         uint64_t                file_offset;    /* file offset of page */
752         int                     error = 0, count = 0, i;
753
754         ASSERT(iop || i_blocksize(inode) == PAGE_SIZE);
755         ASSERT(!iop || atomic_read(&iop->write_count) == 0);
756
757         /*
758          * Walk through the page to find areas to write back. If we run off the
759          * end of the current map or find the current map invalid, grab a new
760          * one.
761          */
762         for (i = 0, file_offset = page_offset(page);
763              i < (PAGE_SIZE >> inode->i_blkbits) && file_offset < end_offset;
764              i++, file_offset += len) {
765                 if (iop && !test_bit(i, iop->uptodate))
766                         continue;
767
768                 error = xfs_map_blocks(wpc, inode, file_offset);
769                 if (error)
770                         break;
771                 if (wpc->imap.br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
772                         continue;
773                 xfs_add_to_ioend(inode, file_offset, page, iop, wpc, wbc,
774                                  &submit_list);
775                 count++;
776         }
777
778         ASSERT(wpc->ioend || list_empty(&submit_list));
779         ASSERT(PageLocked(page));
780         ASSERT(!PageWriteback(page));
781
782         /*
783          * On error, we have to fail the ioend here because we may have set
784          * pages under writeback, we have to make sure we run IO completion to
785          * mark the error state of the IO appropriately, so we can't cancel the
786          * ioend directly here.  That means we have to mark this page as under
787          * writeback if we included any blocks from it in the ioend chain so
788          * that completion treats it correctly.
789          *
790          * If we didn't include the page in the ioend, the on error we can
791          * simply discard and unlock it as there are no other users of the page
792          * now.  The caller will still need to trigger submission of outstanding
793          * ioends on the writepage context so they are treated correctly on
794          * error.
795          */
796         if (unlikely(error)) {
797                 if (!count) {
798                         xfs_aops_discard_page(page);
799                         ClearPageUptodate(page);
800                         unlock_page(page);
801                         goto done;
802                 }
803
804                 /*
805                  * If the page was not fully cleaned, we need to ensure that the
806                  * higher layers come back to it correctly.  That means we need
807                  * to keep the page dirty, and for WB_SYNC_ALL writeback we need
808                  * to ensure the PAGECACHE_TAG_TOWRITE index mark is not removed
809                  * so another attempt to write this page in this writeback sweep
810                  * will be made.
811                  */
812                 set_page_writeback_keepwrite(page);
813         } else {
814                 clear_page_dirty_for_io(page);
815                 set_page_writeback(page);
816         }
817
818         unlock_page(page);
819
820         /*
821          * Preserve the original error if there was one, otherwise catch
822          * submission errors here and propagate into subsequent ioend
823          * submissions.
824          */
825         list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
826                 int error2;
827
828                 list_del_init(&ioend->io_list);
829                 error2 = xfs_submit_ioend(wbc, ioend, error);
830                 if (error2 && !error)
831                         error = error2;
832         }
833
834         /*
835          * We can end up here with no error and nothing to write only if we race
836          * with a partial page truncate on a sub-page block sized filesystem.
837          */
838         if (!count)
839                 end_page_writeback(page);
840 done:
841         mapping_set_error(page->mapping, error);
842         return error;
843 }
844
845 /*
846  * Write out a dirty page.
847  *
848  * For delalloc space on the page we need to allocate space and flush it.
849  * For unwritten space on the page we need to start the conversion to
850  * regular allocated space.
851  */
852 STATIC int
853 xfs_do_writepage(
854         struct page             *page,
855         struct writeback_control *wbc,
856         void                    *data)
857 {
858         struct xfs_writepage_ctx *wpc = data;
859         struct inode            *inode = page->mapping->host;
860         loff_t                  offset;
861         uint64_t              end_offset;
862         pgoff_t                 end_index;
863
864         trace_xfs_writepage(inode, page, 0, 0);
865
866         /*
867          * Refuse to write the page out if we are called from reclaim context.
868          *
869          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
870          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
871          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
872          *
873          * This should never happen except in the case of a VM regression so
874          * warn about it.
875          */
876         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
877                         PF_MEMALLOC))
878                 goto redirty;
879
880         /*
881          * Given that we do not allow direct reclaim to call us, we should
882          * never be called while in a filesystem transaction.
883          */
884         if (WARN_ON_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC_NOFS))
885                 goto redirty;
886
887         /*
888          * Is this page beyond the end of the file?
889          *
890          * The page index is less than the end_index, adjust the end_offset
891          * to the highest offset that this page should represent.
892          * -----------------------------------------------------
893          * |                    file mapping           | <EOF> |
894          * -----------------------------------------------------
895          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
896          * ^--------------------------------^----------|--------
897          * |     desired writeback range    |      see else    |
898          * ---------------------------------^------------------|
899          */
900         offset = i_size_read(inode);
901         end_index = offset >> PAGE_SHIFT;
902         if (page->index < end_index)
903                 end_offset = (xfs_off_t)(page->index + 1) << PAGE_SHIFT;
904         else {
905                 /*
906                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
907                  * i_size or not.
908                  * -------------------------------------------------------
909                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
910                  * -------------------------------------------------------
911                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
912                  * ^--------------------------------^-----------|---------
913                  * |                                |      Straddles     |
914                  * ---------------------------------^-----------|--------|
915                  */
916                 unsigned offset_into_page = offset & (PAGE_SIZE - 1);
917
918                 /*
919                  * Skip the page if it is fully outside i_size, e.g. due to a
920                  * truncate operation that is in progress. We must redirty the
921                  * page so that reclaim stops reclaiming it. Otherwise
922                  * xfs_vm_releasepage() is called on it and gets confused.
923                  *
924                  * Note that the end_index is unsigned long, it would overflow
925                  * if the given offset is greater than 16TB on 32-bit system
926                  * and if we do check the page is fully outside i_size or not
927                  * via "if (page->index >= end_index + 1)" as "end_index + 1"
928                  * will be evaluated to 0.  Hence this page will be redirtied
929                  * and be written out repeatedly which would result in an
930                  * infinite loop, the user program that perform this operation
931                  * will hang.  Instead, we can verify this situation by checking
932                  * if the page to write is totally beyond the i_size or if it's
933                  * offset is just equal to the EOF.
934                  */
935                 if (page->index > end_index ||
936                     (page->index == end_index && offset_into_page == 0))
937                         goto redirty;
938
939                 /*
940                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
941                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
942                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
943                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
944                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
945                  * not written out to the file."
946                  */
947                 zero_user_segment(page, offset_into_page, PAGE_SIZE);
948
949                 /* Adjust the end_offset to the end of file */
950                 end_offset = offset;
951         }
952
953         return xfs_writepage_map(wpc, wbc, inode, page, end_offset);
954
955 redirty:
956         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
957         unlock_page(page);
958         return 0;
959 }
960
961 STATIC int
962 xfs_vm_writepage(
963         struct page             *page,
964         struct writeback_control *wbc)
965 {
966         struct xfs_writepage_ctx wpc = { };
967         int                     ret;
968
969         ret = xfs_do_writepage(page, wbc, &wpc);
970         if (wpc.ioend)
971                 ret = xfs_submit_ioend(wbc, wpc.ioend, ret);
972         return ret;
973 }
974
975 STATIC int
976 xfs_vm_writepages(
977         struct address_space    *mapping,
978         struct writeback_control *wbc)
979 {
980         struct xfs_writepage_ctx wpc = { };
981         int                     ret;
982
983         xfs_iflags_clear(XFS_I(mapping->host), XFS_ITRUNCATED);
984         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, xfs_do_writepage, &wpc);
985         if (wpc.ioend)
986                 ret = xfs_submit_ioend(wbc, wpc.ioend, ret);
987         return ret;
988 }
989
990 STATIC int
991 xfs_dax_writepages(
992         struct address_space    *mapping,
993         struct writeback_control *wbc)
994 {
995         xfs_iflags_clear(XFS_I(mapping->host), XFS_ITRUNCATED);
996         return dax_writeback_mapping_range(mapping,
997                         xfs_find_bdev_for_inode(mapping->host), wbc);
998 }
999
1000 STATIC int
1001 xfs_vm_releasepage(
1002         struct page             *page,
1003         gfp_t                   gfp_mask)
1004 {
1005         trace_xfs_releasepage(page->mapping->host, page, 0, 0);
1006         return iomap_releasepage(page, gfp_mask);
1007 }
1008
1009 STATIC sector_t
1010 xfs_vm_bmap(
1011         struct address_space    *mapping,
1012         sector_t                block)
1013 {
1014         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(mapping->host);
1015
1016         trace_xfs_vm_bmap(ip);
1017
1018         /*
1019          * The swap code (ab-)uses ->bmap to get a block mapping and then
1020          * bypasses the file system for actual I/O.  We really can't allow
1021          * that on reflinks inodes, so we have to skip out here.  And yes,
1022          * 0 is the magic code for a bmap error.
1023          *
1024          * Since we don't pass back blockdev info, we can't return bmap
1025          * information for rt files either.
1026          */
1027         if (xfs_is_cow_inode(ip) || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
1028                 return 0;
1029         return iomap_bmap(mapping, block, &xfs_iomap_ops);
1030 }
1031
1032 STATIC int
1033 xfs_vm_readpage(
1034         struct file             *unused,
1035         struct page             *page)
1036 {
1037         trace_xfs_vm_readpage(page->mapping->host, 1);
1038         return iomap_readpage(page, &xfs_iomap_ops);
1039 }
1040
1041 STATIC int
1042 xfs_vm_readpages(
1043         struct file             *unused,
1044         struct address_space    *mapping,
1045         struct list_head        *pages,
1046         unsigned                nr_pages)
1047 {
1048         trace_xfs_vm_readpages(mapping->host, nr_pages);
1049         return iomap_readpages(mapping, pages, nr_pages, &xfs_iomap_ops);
1050 }
1051
1052 static int
1053 xfs_iomap_swapfile_activate(
1054         struct swap_info_struct         *sis,
1055         struct file                     *swap_file,
1056         sector_t                        *span)
1057 {
1058         sis->bdev = xfs_find_bdev_for_inode(file_inode(swap_file));
1059         return iomap_swapfile_activate(sis, swap_file, span, &xfs_iomap_ops);
1060 }
1061
1062 const struct address_space_operations xfs_address_space_operations = {
1063         .readpage               = xfs_vm_readpage,
1064         .readpages              = xfs_vm_readpages,
1065         .writepage              = xfs_vm_writepage,
1066         .writepages             = xfs_vm_writepages,
1067         .set_page_dirty         = iomap_set_page_dirty,
1068         .releasepage            = xfs_vm_releasepage,
1069         .invalidatepage         = xfs_vm_invalidatepage,
1070         .bmap                   = xfs_vm_bmap,
1071         .direct_IO              = noop_direct_IO,
1072         .migratepage            = iomap_migrate_page,
1073         .is_partially_uptodate  = iomap_is_partially_uptodate,
1074         .error_remove_page      = generic_error_remove_page,
1075         .swap_activate          = xfs_iomap_swapfile_activate,
1076 };
1077
1078 const struct address_space_operations xfs_dax_aops = {
1079         .writepages             = xfs_dax_writepages,
1080         .direct_IO              = noop_direct_IO,
1081         .set_page_dirty         = noop_set_page_dirty,
1082         .invalidatepage         = noop_invalidatepage,
1083         .swap_activate          = xfs_iomap_swapfile_activate,
1084 };