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_offset(page),
 507                         PAGE_SIZE);
 508
 509         /*
 510          * mm accommodates an old ext3 case where clean pages might not have had
 511          * the dirty bit cleared. Thus, it can send actual dirty pages to
 512          * ->releasepage() via shrink_active_list(), skip those here.
 513          */
 514         if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
 515                 return 0;
 516         iomap_page_release(page);
 517         return 1;
 518 }
 519 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_releasepage);
 520
 521 void
 522 iomap_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset, unsigned int len)
 523 {
 524         trace_iomap_invalidatepage(page->mapping->host, offset, len);
 525
 526         /*
 527          * If we are invalidating the entire page, clear the dirty state from it
 528          * and release it to avoid unnecessary buildup of the LRU.
 529          */
 530         if (offset == 0 && len == PAGE_SIZE) {
 531                 WARN_ON_ONCE(PageWriteback(page));
 532                 cancel_dirty_page(page);
 533                 iomap_page_release(page);
 534         }
 535 }
 536 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_invalidatepage);
 537
 538 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 539 int
 540 iomap_migrate_page(struct address_space *mapping, struct page *newpage,
 541                 struct page *page, enum migrate_mode mode)
 542 {
 543         int ret;
 544
 545         ret = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, 0);
 546         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 547                 return ret;
 548
 549         if (page_has_private(page)) {
 550                 ClearPagePrivate(page);
 551                 get_page(newpage);
 552                 set_page_private(newpage, page_private(page));
 553                 set_page_private(page, 0);
 554                 put_page(page);
 555                 SetPagePrivate(newpage);
 556         }
 557
 558         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 559                 migrate_page_copy(newpage, page);
 560         else
 561                 migrate_page_states(newpage, page);
 562         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 563 }
 564 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_migrate_page);
 565 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
 566
 567 enum {
 568         IOMAP_WRITE_F_UNSHARE           = (1 << 0),
 569 };
 570
 571 static void
 572 iomap_write_failed(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len)
 573 {
 574         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 575
 576         /*
 577          * Only truncate newly allocated pages beyoned EOF, even if the
 578          * write started inside the existing inode size.
 579          */
 580         if (pos + len > i_size)
 581                 truncate_pagecache_range(inode, max(pos, i_size), pos + len);
 582 }
 583
 584 static int
 585 iomap_read_page_sync(loff_t block_start, struct page *page, unsigned poff,
 586                 unsigned plen, struct iomap *iomap)
 587 {
 588         struct bio_vec bvec;
 589         struct bio bio;
 590
 591         bio_init(&bio, &bvec, 1);
 592         bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 593         bio.bi_iter.bi_sector = iomap_sector(iomap, block_start);
 594         bio_set_dev(&bio, iomap->bdev);
 595         __bio_add_page(&bio, page, plen, poff);
 596         return submit_bio_wait(&bio);
 597 }
 598
 599 static int
 600 __iomap_write_begin(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len, int flags,
 601                 struct page *page, struct iomap *srcmap)
 602 {
 603         struct iomap_page *iop = iomap_page_create(inode, page);
 604         loff_t block_size = i_blocksize(inode);
 605         loff_t block_start = pos & ~(block_size - 1);
 606         loff_t block_end = (pos + len + block_size - 1) & ~(block_size - 1);
 607         unsigned from = offset_in_page(pos), to = from + len, poff, plen;
 608         int status;
 609
 610         if (PageUptodate(page))
 611                 return 0;
 612
 613         do {
 614                 iomap_adjust_read_range(inode, iop, &block_start,
 615                                 block_end - block_start, &poff, &plen);
 616                 if (plen == 0)
 617                         break;
 618
 619                 if (!(flags & IOMAP_WRITE_F_UNSHARE) &&
 620                     (from <= poff || from >= poff + plen) &&
 621                     (to <= poff || to >= poff + plen))
 622                         continue;
 623
 624                 if (iomap_block_needs_zeroing(inode, srcmap, block_start)) {
 625                         if (WARN_ON_ONCE(flags & IOMAP_WRITE_F_UNSHARE))
 626                                 return -EIO;
 627                         zero_user_segments(page, poff, from, to, poff + plen);
 628                         iomap_set_range_uptodate(page, poff, plen);
 629                         continue;
 630                 }
 631
 632                 status = iomap_read_page_sync(block_start, page, poff, plen,
 633                                 srcmap);
 634                 if (status)
 635                         return status;
 636         } while ((block_start += plen) < block_end);
 637
 638         return 0;
 639 }
 640
 641 static int
 642 iomap_write_begin(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 643                 struct page **pagep, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 644 {
 645         const struct iomap_page_ops *page_ops = iomap->page_ops;
 646         struct page *page;
 647         int status = 0;
 648
 649         BUG_ON(pos + len > iomap->offset + iomap->length);
 650         if (srcmap != iomap)
 651                 BUG_ON(pos + len > srcmap->offset + srcmap->length);
 652
 653         if (fatal_signal_pending(current))
 654                 return -EINTR;
 655
 656         if (page_ops && page_ops->page_prepare) {
 657                 status = page_ops->page_prepare(inode, pos, len, iomap);
 658                 if (status)
 659                         return status;
 660         }
 661
 662         page = grab_cache_page_write_begin(inode->i_mapping, pos >> PAGE_SHIFT,
 663                         AOP_FLAG_NOFS);
 664         if (!page) {
 665                 status = -ENOMEM;
 666                 goto out_no_page;
 667         }
 668
 669         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE)
 670                 iomap_read_inline_data(inode, page, srcmap);
 671         else if (iomap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD)
 672                 status = __block_write_begin_int(page, pos, len, NULL, srcmap);
 673         else
 674                 status = __iomap_write_begin(inode, pos, len, flags, page,
 675                                 srcmap);
 676
 677         if (unlikely(status))
 678                 goto out_unlock;
 679
 680         *pagep = page;
 681         return 0;
 682
 683 out_unlock:
 684         unlock_page(page);
 685         put_page(page);
 686         iomap_write_failed(inode, pos, len);
 687
 688 out_no_page:
 689         if (page_ops && page_ops->page_done)
 690                 page_ops->page_done(inode, pos, 0, NULL, iomap);
 691         return status;
 692 }
 693
 694 int
 695 iomap_set_page_dirty(struct page *page)
 696 {
 697         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
 698         int newly_dirty;
 699
 700         if (unlikely(!mapping))
 701                 return !TestSetPageDirty(page);
 702
 703         /*
 704          * Lock out page->mem_cgroup migration to keep PageDirty
 705          * synchronized with per-memcg dirty page counters.
 706          */
 707         lock_page_memcg(page);
 708         newly_dirty = !TestSetPageDirty(page);
 709         if (newly_dirty)
 710                 __set_page_dirty(page, mapping, 0);
 711         unlock_page_memcg(page);
 712
 713         if (newly_dirty)
 714                 __mark_inode_dirty(mapping->host, I_DIRTY_PAGES);
 715         return newly_dirty;
 716 }
 717 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_set_page_dirty);
 718
 719 static int
 720 __iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len,
 721                 unsigned copied, struct page *page)
 722 {
 723         flush_dcache_page(page);
 724
 725         /*
 726          * The blocks that were entirely written will now be uptodate, so we
 727          * don't have to worry about a readpage reading them and overwriting a
 728          * partial write.  However if we have encountered a short write and only
 729          * partially written into a block, it will not be marked uptodate, so a
 730          * readpage might come in and destroy our partial write.
 731          *
 732          * Do the simplest thing, and just treat any short write to a non
 733          * uptodate page as a zero-length write, and force the caller to redo
 734          * the whole thing.
 735          */
 736         if (unlikely(copied < len && !PageUptodate(page)))
 737                 return 0;
 738         iomap_set_range_uptodate(page, offset_in_page(pos), len);
 739         iomap_set_page_dirty(page);
 740         return copied;
 741 }
 742
 743 static int
 744 iomap_write_end_inline(struct inode *inode, struct page *page,
 745                 struct iomap *iomap, loff_t pos, unsigned copied)
 746 {
 747         void *addr;
 748
 749         WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
 750         BUG_ON(pos + copied > PAGE_SIZE - offset_in_page(iomap->inline_data));
 751
 752         addr = kmap_atomic(page);
 753         memcpy(iomap->inline_data + pos, addr + pos, copied);
 754         kunmap_atomic(addr);
 755
 756         mark_inode_dirty(inode);
 757         return copied;
 758 }
 759
 760 static int
 761 iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 762                 struct page *page, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 763 {
 764         const struct iomap_page_ops *page_ops = iomap->page_ops;
 765         loff_t old_size = inode->i_size;
 766         int ret;
 767
 768         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE) {
 769                 ret = iomap_write_end_inline(inode, page, iomap, pos, copied);
 770         } else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
 771                 ret = block_write_end(NULL, inode->i_mapping, pos, len, copied,
 772                                 page, NULL);
 773         } else {
 774                 ret = __iomap_write_end(inode, pos, len, copied, page);
 775         }
 776
 777         /*
 778          * Update the in-memory inode size after copying the data into the page
 779          * cache.  It's up to the file system to write the updated size to disk,
 780          * preferably after I/O completion so that no stale data is exposed.
 781          */
 782         if (pos + ret > old_size) {
 783                 i_size_write(inode, pos + ret);
 784                 iomap->flags |= IOMAP_F_SIZE_CHANGED;
 785         }
 786         unlock_page(page);
 787
 788         if (old_size < pos)
 789                 pagecache_isize_extended(inode, old_size, pos);
 790         if (page_ops && page_ops->page_done)
 791                 page_ops->page_done(inode, pos, ret, page, iomap);
 792         put_page(page);
 793
 794         if (ret < len)
 795                 iomap_write_failed(inode, pos, len);
 796         return ret;
 797 }
 798
 799 static loff_t
 800 iomap_write_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length, void *data,
 801                 struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 802 {
 803         struct iov_iter *i = data;
 804         long status = 0;
 805         ssize_t written = 0;
 806
 807         do {
 808                 struct page *page;
 809                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
 810                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
 811                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
 812
 813                 offset = offset_in_page(pos);
 814                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
 815                                                 iov_iter_count(i));
 816 again:
 817                 if (bytes > length)
 818                         bytes = length;
 819
 820                 /*
 821                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
 822                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
 823                  * same page as we're writing to, without it being marked
 824                  * up-to-date.
 825                  *
 826                  * Not only is this an optimisation, but it is also required
 827                  * to check that the address is actually valid, when atomic
 828                  * usercopies are used, below.
 829                  */
 830                 if (unlikely(iov_iter_fault_in_readable(i, bytes))) {
 831                         status = -EFAULT;
 832                         break;
 833                 }
 834
 835                 status = iomap_write_begin(inode, pos, bytes, 0, &page, iomap,
 836                                 srcmap);
 837                 if (unlikely(status))
 838                         break;
 839
 840                 if (mapping_writably_mapped(inode->i_mapping))
 841                         flush_dcache_page(page);
 842
 843                 copied = iov_iter_copy_from_user_atomic(page, i, offset, bytes);
 844
 845                 flush_dcache_page(page);
 846
 847                 status = iomap_write_end(inode, pos, bytes, copied, page, iomap,
 848                                 srcmap);
 849                 if (unlikely(status < 0))
 850                         break;
 851                 copied = status;
 852
 853                 cond_resched();
 854
 855                 iov_iter_advance(i, copied);
 856                 if (unlikely(copied == 0)) {
 857                         /*
 858                          * If we were unable to copy any data at all, we must
 859                          * fall back to a single segment length write.
 860                          *
 861                          * If we didn't fallback here, we could livelock
 862                          * because not all segments in the iov can be copied at
 863                          * once without a pagefault.
 864                          */
 865                         bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
 866                                                 iov_iter_single_seg_count(i));
 867                         goto again;
 868                 }
 869                 pos += copied;
 870                 written += copied;
 871                 length -= copied;
 872
 873                 balance_dirty_pages_ratelimited(inode->i_mapping);
 874         } while (iov_iter_count(i) && length);
 875
 876         return written ? written : status;
 877 }
 878
 879 ssize_t
 880 iomap_file_buffered_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 881                 const struct iomap_ops *ops)
 882 {
 883         struct inode *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
 884         loff_t pos = iocb->ki_pos, ret = 0, written = 0;
 885
 886         while (iov_iter_count(iter)) {
 887                 ret = iomap_apply(inode, pos, iov_iter_count(iter),
 888                                 IOMAP_WRITE, ops, iter, iomap_write_actor);
 889                 if (ret <= 0)
 890                         break;
 891                 pos += ret;
 892                 written += ret;
 893         }
 894
 895         return written ? written : ret;
 896 }
 897 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_buffered_write);
 898
 899 static loff_t
 900 iomap_unshare_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length, void *data,
 901                 struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 902 {
 903         long status = 0;
 904         ssize_t written = 0;
 905
 906         /* don't bother with blocks that are not shared to start with */
 907         if (!(iomap->flags & IOMAP_F_SHARED))
 908                 return length;
 909         /* don't bother with holes or unwritten extents */
 910         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 911                 return length;
 912
 913         do {
 914                 unsigned long offset = offset_in_page(pos);
 915                 unsigned long bytes = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - offset, length);
 916                 struct page *page;
 917
 918                 status = iomap_write_begin(inode, pos, bytes,
 919                                 IOMAP_WRITE_F_UNSHARE, &page, iomap, srcmap);
 920                 if (unlikely(status))
 921                         return status;
 922
 923                 status = iomap_write_end(inode, pos, bytes, bytes, page, iomap,
 924                                 srcmap);
 925                 if (unlikely(status <= 0)) {
 926                         if (WARN_ON_ONCE(status == 0))
 927                                 return -EIO;
 928                         return status;
 929                 }
 930
 931                 cond_resched();
 932
 933                 pos += status;
 934                 written += status;
 935                 length -= status;
 936
 937                 balance_dirty_pages_ratelimited(inode->i_mapping);
 938         } while (length);
 939
 940         return written;
 941 }
 942
 943 int
 944 iomap_file_unshare(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len,
 945                 const struct iomap_ops *ops)
 946 {
 947         loff_t ret;
 948
 949         while (len) {
 950                 ret = iomap_apply(inode, pos, len, IOMAP_WRITE, ops, NULL,
 951                                 iomap_unshare_actor);
 952                 if (ret <= 0)
 953                         return ret;
 954                 pos += ret;
 955                 len -= ret;
 956         }
 957
 958         return 0;
 959 }
 960 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_unshare);
 961
 962 static int iomap_zero(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned offset,
 963                 unsigned bytes, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 964 {
 965         struct page *page;
 966         int status;
 967
 968         status = iomap_write_begin(inode, pos, bytes, 0, &page, iomap, srcmap);
 969         if (status)
 970                 return status;
 971
 972         zero_user(page, offset, bytes);
 973         mark_page_accessed(page);
 974
 975         return iomap_write_end(inode, pos, bytes, bytes, page, iomap, srcmap);
 976 }
 977
 978 static int iomap_dax_zero(loff_t pos, unsigned offset, unsigned bytes,
 979                 struct iomap *iomap)
 980 {
 981         return __dax_zero_page_range(iomap->bdev, iomap->dax_dev,
 982                         iomap_sector(iomap, pos & PAGE_MASK), offset, bytes);
 983 }
 984
 985 static loff_t
 986 iomap_zero_range_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t count,
 987                 void *data, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
 988 {
 989         bool *did_zero = data;
 990         loff_t written = 0;
 991         int status;
 992
 993         /* already zeroed?  we're done. */
 994         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 995                 return count;
 996
 997         do {
 998                 unsigned offset, bytes;
 999
1000                 offset = offset_in_page(pos);
1001                 bytes = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - offset, count);
1002
1003                 if (IS_DAX(inode))
1004                         status = iomap_dax_zero(pos, offset, bytes, iomap);
1005                 else
1006                         status = iomap_zero(inode, pos, offset, bytes, iomap,
1007                                         srcmap);
1008                 if (status < 0)
1009                         return status;
1010
1011                 pos += bytes;
1012                 count -= bytes;
1013                 written += bytes;
1014                 if (did_zero)
1015                         *did_zero = true;
1016         } while (count > 0);
1017
1018         return written;
1019 }
1020
1021 int
1022 iomap_zero_range(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len, bool *did_zero,
1023                 const struct iomap_ops *ops)
1024 {
1025         loff_t ret;
1026
1027         while (len > 0) {
1028                 ret = iomap_apply(inode, pos, len, IOMAP_ZERO,
1029                                 ops, did_zero, iomap_zero_range_actor);
1030                 if (ret <= 0)
1031                         return ret;
1032
1033                 pos += ret;
1034                 len -= ret;
1035         }
1036
1037         return 0;
1038 }
1039 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_zero_range);
1040
1041 int
1042 iomap_truncate_page(struct inode *inode, loff_t pos, bool *did_zero,
1043                 const struct iomap_ops *ops)
1044 {
1045         unsigned int blocksize = i_blocksize(inode);
1046         unsigned int off = pos & (blocksize - 1);
1047
1048         /* Block boundary? Nothing to do */
1049         if (!off)
1050                 return 0;
1051         return iomap_zero_range(inode, pos, blocksize - off, did_zero, ops);
1052 }
1053 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_truncate_page);
1054
1055 static loff_t
1056 iomap_page_mkwrite_actor(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
1057                 void *data, struct iomap *iomap, struct iomap *srcmap)
1058 {
1059         struct page *page = data;
1060         int ret;
1061
1062         if (iomap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
1063                 ret = __block_write_begin_int(page, pos, length, NULL, iomap);
1064                 if (ret)
1065                         return ret;
1066                 block_commit_write(page, 0, length);
1067         } else {
1068                 WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
1069                 iomap_page_create(inode, page);
1070                 set_page_dirty(page);
1071         }
1072
1073         return length;
1074 }
1075
1076 vm_fault_t iomap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf, const struct iomap_ops *ops)
1077 {
1078         struct page *page = vmf->page;
1079         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
1080         unsigned long length;
1081         loff_t offset;
1082         ssize_t ret;
1083
1084         lock_page(page);
1085         ret = page_mkwrite_check_truncate(page, inode);
1086         if (ret < 0)
1087                 goto out_unlock;
1088         length = ret;
1089
1090         offset = page_offset(page);
1091         while (length > 0) {
1092                 ret = iomap_apply(inode, offset, length,
1093                                 IOMAP_WRITE | IOMAP_FAULT, ops, page,
1094                                 iomap_page_mkwrite_actor);
1095                 if (unlikely(ret <= 0))
1096                         goto out_unlock;
1097                 offset += ret;
1098                 length -= ret;
1099         }
1100
1101         wait_for_stable_page(page);
1102         return VM_FAULT_LOCKED;
1103 out_unlock:
1104         unlock_page(page);
1105         return block_page_mkwrite_return(ret);
1106 }
1107 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_page_mkwrite);
1108
1109 static void
1110 iomap_finish_page_writeback(struct inode *inode, struct page *page,
1111                 int error)
1112 {
1113         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
1114
1115         if (error) {
1116                 SetPageError(page);
1117                 mapping_set_error(inode->i_mapping, -EIO);
1118         }
1119
1120         WARN_ON_ONCE(i_blocksize(inode) < PAGE_SIZE && !iop);
1121         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_count) <= 0);
1122
1123         if (!iop || atomic_dec_and_test(&iop->write_count))
1124                 end_page_writeback(page);
1125 }
1126
1127 /*
1128  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
1129  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
1130  * ioend after this.
1131  */
1132 static void
1133 iomap_finish_ioend(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1134 {
1135         struct inode *inode = ioend->io_inode;
1136         struct bio *bio = &ioend->io_inline_bio;
1137         struct bio *last = ioend->io_bio, *next;
1138         u64 start = bio->bi_iter.bi_sector;
1139         loff_t offset = ioend->io_offset;
1140         bool quiet = bio_flagged(bio, BIO_QUIET);
1141
1142         for (bio = &ioend->io_inline_bio; bio; bio = next) {
1143                 struct bio_vec *bv;
1144                 struct bvec_iter_all iter_all;
1145
1146                 /*
1147                  * For the last bio, bi_private points to the ioend, so we
1148                  * need to explicitly end the iteration here.
1149                  */
1150                 if (bio == last)
1151                         next = NULL;
1152                 else
1153                         next = bio->bi_private;
1154
1155                 /* walk each page on bio, ending page IO on them */
1156                 bio_for_each_segment_all(bv, bio, iter_all)
1157                         iomap_finish_page_writeback(inode, bv->bv_page, error);
1158                 bio_put(bio);
1159         }
1160         /* The ioend has been freed by bio_put() */
1161
1162         if (unlikely(error && !quiet)) {
1163                 printk_ratelimited(KERN_ERR
1164 "%s: writeback error on inode %lu, offset %lld, sector %llu",
1165                         inode->i_sb->s_id, inode->i_ino, offset, start);
1166         }
1167 }
1168
1169 void
1170 iomap_finish_ioends(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1171 {
1172         struct list_head tmp;
1173
1174         list_replace_init(&ioend->io_list, &tmp);
1175         iomap_finish_ioend(ioend, error);
1176
1177         while (!list_empty(&tmp)) {
1178                 ioend = list_first_entry(&tmp, struct iomap_ioend, io_list);
1179                 list_del_init(&ioend->io_list);
1180                 iomap_finish_ioend(ioend, error);
1181         }
1182 }
1183 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_finish_ioends);
1184
1185 /*
1186  * We can merge two adjacent ioends if they have the same set of work to do.
1187  */
1188 static bool
1189 iomap_ioend_can_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct iomap_ioend *next)
1190 {
1191         if (ioend->io_bio->bi_status != next->io_bio->bi_status)
1192                 return false;
1193         if ((ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED) ^
1194             (next->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1195                 return false;
1196         if ((ioend->io_type == IOMAP_UNWRITTEN) ^
1197             (next->io_type == IOMAP_UNWRITTEN))
1198                 return false;
1199         if (ioend->io_offset + ioend->io_size != next->io_offset)
1200                 return false;
1201         return true;
1202 }
1203
1204 void
1205 iomap_ioend_try_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct list_head *more_ioends,
1206                 void (*merge_private)(struct iomap_ioend *ioend,
1207                                 struct iomap_ioend *next))
1208 {
1209         struct iomap_ioend *next;
1210
1211         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1212
1213         while ((next = list_first_entry_or_null(more_ioends, struct iomap_ioend,
1214                         io_list))) {
1215                 if (!iomap_ioend_can_merge(ioend, next))
1216                         break;
1217                 list_move_tail(&next->io_list, &ioend->io_list);
1218                 ioend->io_size += next->io_size;
1219                 if (next->io_private && merge_private)
1220                         merge_private(ioend, next);
1221         }
1222 }
1223 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_ioend_try_merge);
1224
1225 static int
1226 iomap_ioend_compare(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1227 {
1228         struct iomap_ioend *ia = container_of(a, struct iomap_ioend, io_list);
1229         struct iomap_ioend *ib = container_of(b, struct iomap_ioend, io_list);
1230
1231         if (ia->io_offset < ib->io_offset)
1232                 return -1;
1233         if (ia->io_offset > ib->io_offset)
1234                 return 1;
1235         return 0;
1236 }
1237
1238 void
1239 iomap_sort_ioends(struct list_head *ioend_list)
1240 {
1241         list_sort(NULL, ioend_list, iomap_ioend_compare);
1242 }
1243 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_sort_ioends);
1244
1245 static void iomap_writepage_end_bio(struct bio *bio)
1246 {
1247         struct iomap_ioend *ioend = bio->bi_private;
1248
1249         iomap_finish_ioend(ioend, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Submit the final bio for an ioend.
1254  *
1255  * If @error is non-zero, it means that we have a situation where some part of
1256  * the submission process has failed after we have marked paged for writeback
1257  * and unlocked them.  In this situation, we need to fail the bio instead of
1258  * submitting it.  This typically only happens on a filesystem shutdown.
1259  */
1260 static int
1261 iomap_submit_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, struct iomap_ioend *ioend,
1262                 int error)
1263 {
1264         ioend->io_bio->bi_private = ioend;
1265         ioend->io_bio->bi_end_io = iomap_writepage_end_bio;
1266
1267         if (wpc->ops->prepare_ioend)
1268                 error = wpc->ops->prepare_ioend(ioend, error);
1269         if (error) {
1270                 /*
1271                  * If we are failing the IO now, just mark the ioend with an
1272                  * error and finish it.  This will run IO completion immediately
1273                  * as there is only one reference to the ioend at this point in
1274                  * time.
1275                  */
1276                 ioend->io_bio->bi_status = errno_to_blk_status(error);
1277                 bio_endio(ioend->io_bio);
1278                 return error;
1279         }
1280
1281         submit_bio(ioend->io_bio);
1282         return 0;
1283 }
1284
1285 static struct iomap_ioend *
1286 iomap_alloc_ioend(struct inode *inode, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1287                 loff_t offset, sector_t sector, struct writeback_control *wbc)
1288 {
1289         struct iomap_ioend *ioend;
1290         struct bio *bio;
1291
1292         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES, &iomap_ioend_bioset);
1293         bio_set_dev(bio, wpc->iomap.bdev);
1294         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1295         bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
1296         bio->bi_write_hint = inode->i_write_hint;
1297         wbc_init_bio(wbc, bio);
1298
1299         ioend = container_of(bio, struct iomap_ioend, io_inline_bio);
1300         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1301         ioend->io_type = wpc->iomap.type;
1302         ioend->io_flags = wpc->iomap.flags;
1303         ioend->io_inode = inode;
1304         ioend->io_size = 0;
1305         ioend->io_offset = offset;
1306         ioend->io_private = NULL;
1307         ioend->io_bio = bio;
1308         return ioend;
1309 }
1310
1311 /*
1312  * Allocate a new bio, and chain the old bio to the new one.
1313  *
1314  * Note that we have to do perform the chaining in this unintuitive order
1315  * so that the bi_private linkage is set up in the right direction for the
1316  * traversal in iomap_finish_ioend().
1317  */
1318 static struct bio *
1319 iomap_chain_bio(struct bio *prev)
1320 {
1321         struct bio *new;
1322
1323         new = bio_alloc(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES);
1324         bio_copy_dev(new, prev);/* also copies over blkcg information */
1325         new->bi_iter.bi_sector = bio_end_sector(prev);
1326         new->bi_opf = prev->bi_opf;
1327         new->bi_write_hint = prev->bi_write_hint;
1328
1329         bio_chain(prev, new);
1330         bio_get(prev);          /* for iomap_finish_ioend */
1331         submit_bio(prev);
1332         return new;
1333 }
1334
1335 static bool
1336 iomap_can_add_to_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, loff_t offset,
1337                 sector_t sector)
1338 {
1339         if ((wpc->iomap.flags & IOMAP_F_SHARED) !=
1340             (wpc->ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1341                 return false;
1342         if (wpc->iomap.type != wpc->ioend->io_type)
1343                 return false;
1344         if (offset != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size)
1345                 return false;
1346         if (sector != bio_end_sector(wpc->ioend->io_bio))
1347                 return false;
1348         return true;
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
1353  * first, otherwise finish off the current ioend and start another.
1354  */
1355 static void
1356 iomap_add_to_ioend(struct inode *inode, loff_t offset, struct page *page,
1357                 struct iomap_page *iop, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1358                 struct writeback_control *wbc, struct list_head *iolist)
1359 {
1360         sector_t sector = iomap_sector(&wpc->iomap, offset);
1361         unsigned len = i_blocksize(inode);
1362         unsigned poff = offset & (PAGE_SIZE - 1);
1363         bool merged, same_page = false;
1364
1365         if (!wpc->ioend || !iomap_can_add_to_ioend(wpc, offset, sector)) {
1366                 if (wpc->ioend)
1367                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
1368                 wpc->ioend = iomap_alloc_ioend(inode, wpc, offset, sector, wbc);
1369         }
1370
1371         merged = __bio_try_merge_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff,
1372                         &same_page);
1373         if (iop && !same_page)
1374                 atomic_inc(&iop->write_count);
1375
1376         if (!merged) {
1377                 if (bio_full(wpc->ioend->io_bio, len)) {
1378                         wpc->ioend->io_bio =
1379                                 iomap_chain_bio(wpc->ioend->io_bio);
1380                 }
1381                 bio_add_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff);
1382         }
1383
1384         wpc->ioend->io_size += len;
1385         wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, len);
1386 }
1387
1388 /*
1389  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
1390  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
1391  * forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we are
1392  * adding blocks to is cached on the writepage context, and if the new block
1393  * does not append to the cached ioend it will create a new ioend and cache that
1394  * instead.
1395  *
1396  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
1397  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
1398  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
1399  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
1400  *
1401  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
1402  * writepage context that the caller will need to submit.
1403  */
1404 static int
1405 iomap_writepage_map(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1406                 struct writeback_control *wbc, struct inode *inode,
1407                 struct page *page, u64 end_offset)
1408 {
1409         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
1410         struct iomap_ioend *ioend, *next;
1411         unsigned len = i_blocksize(inode);
1412         u64 file_offset; /* file offset of page */
1413         int error = 0, count = 0, i;
1414         LIST_HEAD(submit_list);
1415
1416         WARN_ON_ONCE(i_blocksize(inode) < PAGE_SIZE && !iop);
1417         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_count) != 0);
1418
1419         /*
1420          * Walk through the page to find areas to write back. If we run off the
1421          * end of the current map or find the current map invalid, grab a new
1422          * one.
1423          */
1424         for (i = 0, file_offset = page_offset(page);
1425              i < (PAGE_SIZE >> inode->i_blkbits) && file_offset < end_offset;
1426              i++, file_offset += len) {
1427                 if (iop && !test_bit(i, iop->uptodate))
1428                         continue;
1429
1430                 error = wpc->ops->map_blocks(wpc, inode, file_offset);
1431                 if (error)
1432                         break;
1433                 if (WARN_ON_ONCE(wpc->iomap.type == IOMAP_INLINE))
1434                         continue;
1435                 if (wpc->iomap.type == IOMAP_HOLE)
1436                         continue;
1437                 iomap_add_to_ioend(inode, file_offset, page, iop, wpc, wbc,
1438                                  &submit_list);
1439                 count++;
1440         }
1441
1442         WARN_ON_ONCE(!wpc->ioend && !list_empty(&submit_list));
1443         WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
1444         WARN_ON_ONCE(PageWriteback(page));
1445
1446         /*
1447          * We cannot cancel the ioend directly here on error.  We may have
1448          * already set other pages under writeback and hence we have to run I/O
1449          * completion to mark the error state of the pages under writeback
1450          * appropriately.
1451          */
1452         if (unlikely(error)) {
1453                 if (!count) {
1454                         /*
1455                          * If the current page hasn't been added to ioend, it
1456                          * won't be affected by I/O completions and we must
1457                          * discard and unlock it right here.
1458                          */
1459                         if (wpc->ops->discard_page)
1460                                 wpc->ops->discard_page(page);
1461                         ClearPageUptodate(page);
1462                         unlock_page(page);
1463                         goto done;
1464                 }
1465
1466                 /*
1467                  * If the page was not fully cleaned, we need to ensure that the
1468                  * higher layers come back to it correctly.  That means we need
1469                  * to keep the page dirty, and for WB_SYNC_ALL writeback we need
1470                  * to ensure the PAGECACHE_TAG_TOWRITE index mark is not removed
1471                  * so another attempt to write this page in this writeback sweep
1472                  * will be made.
1473                  */
1474                 set_page_writeback_keepwrite(page);
1475         } else {
1476                 clear_page_dirty_for_io(page);
1477                 set_page_writeback(page);
1478         }
1479
1480         unlock_page(page);
1481
1482         /*
1483          * Preserve the original error if there was one, otherwise catch
1484          * submission errors here and propagate into subsequent ioend
1485          * submissions.
1486          */
1487         list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
1488                 int error2;
1489
1490                 list_del_init(&ioend->io_list);
1491                 error2 = iomap_submit_ioend(wpc, ioend, error);
1492                 if (error2 && !error)
1493                         error = error2;
1494         }
1495
1496         /*
1497          * We can end up here with no error and nothing to write only if we race
1498          * with a partial page truncate on a sub-page block sized filesystem.
1499          */
1500         if (!count)
1501                 end_page_writeback(page);
1502 done:
1503         mapping_set_error(page->mapping, error);
1504         return error;
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Write out a dirty page.
1509  *
1510  * For delalloc space on the page we need to allocate space and flush it.
1511  * For unwritten space on the page we need to start the conversion to
1512  * regular allocated space.
1513  */
1514 static int
1515 iomap_do_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc, void *data)
1516 {
1517         struct iomap_writepage_ctx *wpc = data;
1518         struct inode *inode = page->mapping->host;
1519         pgoff_t end_index;
1520         u64 end_offset;
1521         loff_t offset;
1522
1523         trace_iomap_writepage(inode, page_offset(page), PAGE_SIZE);
1524
1525         /*
1526          * Refuse to write the page out if we are called from reclaim context.
1527          *
1528          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
1529          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
1530          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
1531          *
1532          * This should never happen except in the case of a VM regression so
1533          * warn about it.
1534          */
1535         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
1536                         PF_MEMALLOC))
1537                 goto redirty;
1538
1539         /*
1540          * Given that we do not allow direct reclaim to call us, we should
1541          * never be called in a recursive filesystem reclaim context.
1542          */
1543         if (WARN_ON_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC_NOFS))
1544                 goto redirty;
1545
1546         /*
1547          * Is this page beyond the end of the file?
1548          *
1549          * The page index is less than the end_index, adjust the end_offset
1550          * to the highest offset that this page should represent.
1551          * -----------------------------------------------------
1552          * |                    file mapping           | <EOF> |
1553          * -----------------------------------------------------
1554          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
1555          * ^--------------------------------^----------|--------
1556          * |     desired writeback range    |      see else    |
1557          * ---------------------------------^------------------|
1558          */
1559         offset = i_size_read(inode);
1560         end_index = offset >> PAGE_SHIFT;
1561         if (page->index < end_index)
1562                 end_offset = (loff_t)(page->index + 1) << PAGE_SHIFT;
1563         else {
1564                 /*
1565                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
1566                  * i_size or not.
1567                  * -------------------------------------------------------
1568                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
1569                  * -------------------------------------------------------
1570                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
1571                  * ^--------------------------------^-----------|---------
1572                  * |                                |      Straddles     |
1573                  * ---------------------------------^-----------|--------|
1574                  */
1575                 unsigned offset_into_page = offset & (PAGE_SIZE - 1);
1576
1577                 /*
1578                  * Skip the page if it is fully outside i_size, e.g. due to a
1579                  * truncate operation that is in progress. We must redirty the
1580                  * page so that reclaim stops reclaiming it. Otherwise
1581                  * iomap_vm_releasepage() is called on it and gets confused.
1582                  *
1583                  * Note that the end_index is unsigned long, it would overflow
1584                  * if the given offset is greater than 16TB on 32-bit system
1585                  * and if we do check the page is fully outside i_size or not
1586                  * via "if (page->index >= end_index + 1)" as "end_index + 1"
1587                  * will be evaluated to 0.  Hence this page will be redirtied
1588                  * and be written out repeatedly which would result in an
1589                  * infinite loop, the user program that perform this operation
1590                  * will hang.  Instead, we can verify this situation by checking
1591                  * if the page to write is totally beyond the i_size or if it's
1592                  * offset is just equal to the EOF.
1593                  */
1594                 if (page->index > end_index ||
1595                     (page->index == end_index && offset_into_page == 0))
1596                         goto redirty;
1597
1598                 /*
1599                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
1600                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
1601                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
1602                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
1603                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
1604                  * not written out to the file."
1605                  */
1606                 zero_user_segment(page, offset_into_page, PAGE_SIZE);
1607
1608                 /* Adjust the end_offset to the end of file */
1609                 end_offset = offset;
1610         }
1611
1612         return iomap_writepage_map(wpc, wbc, inode, page, end_offset);
1613
1614 redirty:
1615         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1616         unlock_page(page);
1617         return 0;
1618 }
1619
1620 int
1621 iomap_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
1622                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1623                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1624 {
1625         int ret;
1626
1627         wpc->ops = ops;
1628         ret = iomap_do_writepage(page, wbc, wpc);
1629         if (!wpc->ioend)
1630                 return ret;
1631         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1632 }
1633 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepage);
1634
1635 int
1636 iomap_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc,
1637                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1638                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1639 {
1640         int                     ret;
1641
1642         wpc->ops = ops;
1643         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, iomap_do_writepage, wpc);
1644         if (!wpc->ioend)
1645                 return ret;
1646         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1647 }
1648 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepages);
1649
1650 static int __init iomap_init(void)
1651 {
1652         return bioset_init(&iomap_ioend_bioset, 4 * (PAGE_SIZE / SECTOR_SIZE),
1653                            offsetof(struct iomap_ioend, io_inline_bio),
1654                            BIOSET_NEED_BVECS);
1655 }
1656 fs_initcall(iomap_init);