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