OSDN Git Service

mm: hugetlb: free the 2nd vmemmap page associated with each HugeTLB page
[uclinux-h8/linux.git] / mm / filemap.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *      linux/mm/filemap.c
4  *
5  * Copyright (C) 1994-1999  Linus Torvalds
6  */
7
8 /*
9  * This file handles the generic file mmap semantics used by
10  * most "normal" filesystems (but you don't /have/ to use this:
11  * the NFS filesystem used to do this differently, for example)
12  */
13 #include <linux/export.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/dax.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/sched/signal.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/capability.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/gfp.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/swapops.h>
25 #include <linux/mman.h>
26 #include <linux/pagemap.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/error-injection.h>
30 #include <linux/hash.h>
31 #include <linux/writeback.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/pagevec.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/shmem_fs.h>
39 #include <linux/rmap.h>
40 #include <linux/delayacct.h>
41 #include <linux/psi.h>
42 #include <linux/ramfs.h>
43 #include <linux/page_idle.h>
44 #include <linux/migrate.h>
45 #include <asm/pgalloc.h>
46 #include <asm/tlbflush.h>
47 #include "internal.h"
48
49 #define CREATE_TRACE_POINTS
50 #include <trace/events/filemap.h>
51
52 /*
53  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
54  */
55 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
56
57 #include <asm/mman.h>
58
59 /*
60  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
61  * though.
62  *
63  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
64  *
65  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
66  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
67  *
68  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
69  */
70
71 /*
72  * Lock ordering:
73  *
74  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
75  *    ->private_lock            (__free_pte->__set_page_dirty_buffers)
76  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
77  *        ->i_pages lock
78  *
79  *  ->i_rwsem
80  *    ->invalidate_lock         (acquired by fs in truncate path)
81  *      ->i_mmap_rwsem          (truncate->unmap_mapping_range)
82  *
83  *  ->mmap_lock
84  *    ->i_mmap_rwsem
85  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
86  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
87  *
88  *  ->mmap_lock
89  *    ->invalidate_lock         (filemap_fault)
90  *      ->lock_page             (filemap_fault, access_process_vm)
91  *
92  *  ->i_rwsem                   (generic_perform_write)
93  *    ->mmap_lock               (fault_in_readable->do_page_fault)
94  *
95  *  bdi->wb.list_lock
96  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
97  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
98  *
99  *  ->i_mmap_rwsem
100  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
101  *
102  *  ->anon_vma.lock
103  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
104  *
105  *  ->page_table_lock or pte_lock
106  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
107  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
108  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
109  *    ->lruvec->lru_lock        (follow_page->mark_page_accessed)
110  *    ->lruvec->lru_lock        (check_pte_range->isolate_lru_page)
111  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
112  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
113  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
114  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
115  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
116  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
117  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
118  *    ->private_lock            (zap_pte_range->__set_page_dirty_buffers)
119  *
120  * ->i_mmap_rwsem
121  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
122  */
123
124 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
125                                    struct folio *folio, void *shadow)
126 {
127         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio->index);
128         long nr = 1;
129
130         mapping_set_update(&xas, mapping);
131
132         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
133         if (!folio_test_hugetlb(folio)) {
134                 xas_set_order(&xas, folio->index, folio_order(folio));
135                 nr = folio_nr_pages(folio);
136         }
137
138         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
139
140         xas_store(&xas, shadow);
141         xas_init_marks(&xas);
142
143         folio->mapping = NULL;
144         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
145         mapping->nrpages -= nr;
146 }
147
148 static void filemap_unaccount_folio(struct address_space *mapping,
149                 struct folio *folio)
150 {
151         long nr;
152
153         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_mapped(folio), folio);
154         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(folio_mapped(folio))) {
155                 int mapcount;
156
157                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
158                          current->comm, folio_pfn(folio));
159                 dump_page(&folio->page, "still mapped when deleted");
160                 dump_stack();
161                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
162
163                 mapcount = page_mapcount(&folio->page);
164                 if (mapping_exiting(mapping) &&
165                     folio_ref_count(folio) >= mapcount + 2) {
166                         /*
167                          * All vmas have already been torn down, so it's
168                          * a good bet that actually the folio is unmapped,
169                          * and we'd prefer not to leak it: if we're wrong,
170                          * some other bad page check should catch it later.
171                          */
172                         page_mapcount_reset(&folio->page);
173                         folio_ref_sub(folio, mapcount);
174                 }
175         }
176
177         /* hugetlb folios do not participate in page cache accounting. */
178         if (folio_test_hugetlb(folio))
179                 return;
180
181         nr = folio_nr_pages(folio);
182
183         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_PAGES, -nr);
184         if (folio_test_swapbacked(folio)) {
185                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SHMEM, -nr);
186                 if (folio_test_pmd_mappable(folio))
187                         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SHMEM_THPS, -nr);
188         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
189                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_THPS, -nr);
190                 filemap_nr_thps_dec(mapping);
191         }
192
193         /*
194          * At this point folio must be either written or cleaned by
195          * truncate.  Dirty folio here signals a bug and loss of
196          * unwritten data.
197          *
198          * This fixes dirty accounting after removing the folio entirely
199          * but leaves the dirty flag set: it has no effect for truncated
200          * folio and anyway will be cleared before returning folio to
201          * buddy allocator.
202          */
203         if (WARN_ON_ONCE(folio_test_dirty(folio)))
204                 folio_account_cleaned(folio, mapping,
205                                         inode_to_wb(mapping->host));
206 }
207
208 /*
209  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
210  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
211  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
212  */
213 void __filemap_remove_folio(struct folio *folio, void *shadow)
214 {
215         struct address_space *mapping = folio->mapping;
216
217         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(folio);
218         filemap_unaccount_folio(mapping, folio);
219         page_cache_delete(mapping, folio, shadow);
220 }
221
222 void filemap_free_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
223 {
224         void (*freepage)(struct page *);
225         int refs = 1;
226
227         freepage = mapping->a_ops->freepage;
228         if (freepage)
229                 freepage(&folio->page);
230
231         if (folio_test_large(folio) && !folio_test_hugetlb(folio))
232                 refs = folio_nr_pages(folio);
233         folio_put_refs(folio, refs);
234 }
235
236 /**
237  * filemap_remove_folio - Remove folio from page cache.
238  * @folio: The folio.
239  *
240  * This must be called only on folios that are locked and have been
241  * verified to be in the page cache.  It will never put the folio into
242  * the free list because the caller has a reference on the page.
243  */
244 void filemap_remove_folio(struct folio *folio)
245 {
246         struct address_space *mapping = folio->mapping;
247
248         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
249         spin_lock(&mapping->host->i_lock);
250         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
251         __filemap_remove_folio(folio, NULL);
252         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
253         if (mapping_shrinkable(mapping))
254                 inode_add_lru(mapping->host);
255         spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
256
257         filemap_free_folio(mapping, folio);
258 }
259
260 /*
261  * page_cache_delete_batch - delete several folios from page cache
262  * @mapping: the mapping to which folios belong
263  * @fbatch: batch of folios to delete
264  *
265  * The function walks over mapping->i_pages and removes folios passed in
266  * @fbatch from the mapping. The function expects @fbatch to be sorted
267  * by page index and is optimised for it to be dense.
268  * It tolerates holes in @fbatch (mapping entries at those indices are not
269  * modified).
270  *
271  * The function expects the i_pages lock to be held.
272  */
273 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
274                              struct folio_batch *fbatch)
275 {
276         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, fbatch->folios[0]->index);
277         long total_pages = 0;
278         int i = 0;
279         struct folio *folio;
280
281         mapping_set_update(&xas, mapping);
282         xas_for_each(&xas, folio, ULONG_MAX) {
283                 if (i >= folio_batch_count(fbatch))
284                         break;
285
286                 /* A swap/dax/shadow entry got inserted? Skip it. */
287                 if (xa_is_value(folio))
288                         continue;
289                 /*
290                  * A page got inserted in our range? Skip it. We have our
291                  * pages locked so they are protected from being removed.
292                  * If we see a page whose index is higher than ours, it
293                  * means our page has been removed, which shouldn't be
294                  * possible because we're holding the PageLock.
295                  */
296                 if (folio != fbatch->folios[i]) {
297                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio->index >
298                                         fbatch->folios[i]->index, folio);
299                         continue;
300                 }
301
302                 WARN_ON_ONCE(!folio_test_locked(folio));
303
304                 folio->mapping = NULL;
305                 /* Leave folio->index set: truncation lookup relies on it */
306
307                 i++;
308                 xas_store(&xas, NULL);
309                 total_pages += folio_nr_pages(folio);
310         }
311         mapping->nrpages -= total_pages;
312 }
313
314 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
315                                   struct folio_batch *fbatch)
316 {
317         int i;
318
319         if (!folio_batch_count(fbatch))
320                 return;
321
322         spin_lock(&mapping->host->i_lock);
323         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
324         for (i = 0; i < folio_batch_count(fbatch); i++) {
325                 struct folio *folio = fbatch->folios[i];
326
327                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(folio);
328                 filemap_unaccount_folio(mapping, folio);
329         }
330         page_cache_delete_batch(mapping, fbatch);
331         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
332         if (mapping_shrinkable(mapping))
333                 inode_add_lru(mapping->host);
334         spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
335
336         for (i = 0; i < folio_batch_count(fbatch); i++)
337                 filemap_free_folio(mapping, fbatch->folios[i]);
338 }
339
340 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
341 {
342         int ret = 0;
343         /* Check for outstanding write errors */
344         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
345             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
346                 ret = -ENOSPC;
347         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
348             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
349                 ret = -EIO;
350         return ret;
351 }
352 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
353
354 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
355 {
356         /* Check for outstanding write errors */
357         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
358                 return -EIO;
359         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
360                 return -ENOSPC;
361         return 0;
362 }
363
364 /**
365  * filemap_fdatawrite_wbc - start writeback on mapping dirty pages in range
366  * @mapping:    address space structure to write
367  * @wbc:        the writeback_control controlling the writeout
368  *
369  * Call writepages on the mapping using the provided wbc to control the
370  * writeout.
371  *
372  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
373  */
374 int filemap_fdatawrite_wbc(struct address_space *mapping,
375                            struct writeback_control *wbc)
376 {
377         int ret;
378
379         if (!mapping_can_writeback(mapping) ||
380             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
381                 return 0;
382
383         wbc_attach_fdatawrite_inode(wbc, mapping->host);
384         ret = do_writepages(mapping, wbc);
385         wbc_detach_inode(wbc);
386         return ret;
387 }
388 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_wbc);
389
390 /**
391  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
392  * @mapping:    address space structure to write
393  * @start:      offset in bytes where the range starts
394  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
395  * @sync_mode:  enable synchronous operation
396  *
397  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
398  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
399  *
400  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
401  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
402  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
403  * be waited upon, and not just skipped over.
404  *
405  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
406  */
407 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
408                                 loff_t end, int sync_mode)
409 {
410         struct writeback_control wbc = {
411                 .sync_mode = sync_mode,
412                 .nr_to_write = LONG_MAX,
413                 .range_start = start,
414                 .range_end = end,
415         };
416
417         return filemap_fdatawrite_wbc(mapping, &wbc);
418 }
419
420 static inline int __filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping,
421         int sync_mode)
422 {
423         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, 0, LLONG_MAX, sync_mode);
424 }
425
426 int filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping)
427 {
428         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_ALL);
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite);
431
432 int filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
433                                 loff_t end)
434 {
435         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end, WB_SYNC_ALL);
436 }
437 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_range);
438
439 /**
440  * filemap_flush - mostly a non-blocking flush
441  * @mapping:    target address_space
442  *
443  * This is a mostly non-blocking flush.  Not suitable for data-integrity
444  * purposes - I/O may not be started against all dirty pages.
445  *
446  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
447  */
448 int filemap_flush(struct address_space *mapping)
449 {
450         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_NONE);
451 }
452 EXPORT_SYMBOL(filemap_flush);
453
454 /**
455  * filemap_range_has_page - check if a page exists in range.
456  * @mapping:           address space within which to check
457  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
458  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
459  *
460  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
461  * direct writing in this range will trigger a writeback.
462  *
463  * Return: %true if at least one page exists in the specified range,
464  * %false otherwise.
465  */
466 bool filemap_range_has_page(struct address_space *mapping,
467                            loff_t start_byte, loff_t end_byte)
468 {
469         struct page *page;
470         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
471         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
472
473         if (end_byte < start_byte)
474                 return false;
475
476         rcu_read_lock();
477         for (;;) {
478                 page = xas_find(&xas, max);
479                 if (xas_retry(&xas, page))
480                         continue;
481                 /* Shadow entries don't count */
482                 if (xa_is_value(page))
483                         continue;
484                 /*
485                  * We don't need to try to pin this page; we're about to
486                  * release the RCU lock anyway.  It is enough to know that
487                  * there was a page here recently.
488                  */
489                 break;
490         }
491         rcu_read_unlock();
492
493         return page != NULL;
494 }
495 EXPORT_SYMBOL(filemap_range_has_page);
496
497 static void __filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping,
498                                      loff_t start_byte, loff_t end_byte)
499 {
500         pgoff_t index = start_byte >> PAGE_SHIFT;
501         pgoff_t end = end_byte >> PAGE_SHIFT;
502         struct pagevec pvec;
503         int nr_pages;
504
505         if (end_byte < start_byte)
506                 return;
507
508         pagevec_init(&pvec);
509         while (index <= end) {
510                 unsigned i;
511
512                 nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index,
513                                 end, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
514                 if (!nr_pages)
515                         break;
516
517                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
518                         struct page *page = pvec.pages[i];
519
520                         wait_on_page_writeback(page);
521                         ClearPageError(page);
522                 }
523                 pagevec_release(&pvec);
524                 cond_resched();
525         }
526 }
527
528 /**
529  * filemap_fdatawait_range - wait for writeback to complete
530  * @mapping:            address space structure to wait for
531  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
532  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
533  *
534  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
535  * in the given range and wait for all of them.  Check error status of
536  * the address space and return it.
537  *
538  * Since the error status of the address space is cleared by this function,
539  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
540  * reporting the error.
541  *
542  * Return: error status of the address space.
543  */
544 int filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping, loff_t start_byte,
545                             loff_t end_byte)
546 {
547         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
548         return filemap_check_errors(mapping);
549 }
550 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range);
551
552 /**
553  * filemap_fdatawait_range_keep_errors - wait for writeback to complete
554  * @mapping:            address space structure to wait for
555  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
556  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
557  *
558  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space in the
559  * given range and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait_range(),
560  * this function does not clear error status of the address space.
561  *
562  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
563  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
564  * fsfreeze(8)
565  */
566 int filemap_fdatawait_range_keep_errors(struct address_space *mapping,
567                 loff_t start_byte, loff_t end_byte)
568 {
569         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
570         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range_keep_errors);
573
574 /**
575  * file_fdatawait_range - wait for writeback to complete
576  * @file:               file pointing to address space structure to wait for
577  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
578  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
579  *
580  * Walk the list of under-writeback pages of the address space that file
581  * refers to, in the given range and wait for all of them.  Check error
582  * status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor and return it.
583  *
584  * Since the error status of the file is advanced by this function,
585  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
586  * reporting the error.
587  *
588  * Return: error status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor.
589  */
590 int file_fdatawait_range(struct file *file, loff_t start_byte, loff_t end_byte)
591 {
592         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
593
594         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
595         return file_check_and_advance_wb_err(file);
596 }
597 EXPORT_SYMBOL(file_fdatawait_range);
598
599 /**
600  * filemap_fdatawait_keep_errors - wait for writeback without clearing errors
601  * @mapping: address space structure to wait for
602  *
603  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
604  * and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait(), this function
605  * does not clear error status of the address space.
606  *
607  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
608  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
609  * fsfreeze(8)
610  *
611  * Return: error status of the address space.
612  */
613 int filemap_fdatawait_keep_errors(struct address_space *mapping)
614 {
615         __filemap_fdatawait_range(mapping, 0, LLONG_MAX);
616         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
617 }
618 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_keep_errors);
619
620 /* Returns true if writeback might be needed or already in progress. */
621 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
622 {
623         return mapping->nrpages;
624 }
625
626 bool filemap_range_has_writeback(struct address_space *mapping,
627                                  loff_t start_byte, loff_t end_byte)
628 {
629         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
630         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
631         struct page *page;
632
633         if (end_byte < start_byte)
634                 return false;
635
636         rcu_read_lock();
637         xas_for_each(&xas, page, max) {
638                 if (xas_retry(&xas, page))
639                         continue;
640                 if (xa_is_value(page))
641                         continue;
642                 if (PageDirty(page) || PageLocked(page) || PageWriteback(page))
643                         break;
644         }
645         rcu_read_unlock();
646         return page != NULL;
647 }
648 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_range_has_writeback);
649
650 /**
651  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
652  * @mapping:    the address_space for the pages
653  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
654  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
655  *
656  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
657  *
658  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
659  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
660  *
661  * Return: error status of the address space.
662  */
663 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
664                                  loff_t lstart, loff_t lend)
665 {
666         int err = 0;
667
668         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
669                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
670                                                  WB_SYNC_ALL);
671                 /*
672                  * Even if the above returned error, the pages may be
673                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
674                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
675                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
676                  */
677                 if (err != -EIO) {
678                         int err2 = filemap_fdatawait_range(mapping,
679                                                 lstart, lend);
680                         if (!err)
681                                 err = err2;
682                 } else {
683                         /* Clear any previously stored errors */
684                         filemap_check_errors(mapping);
685                 }
686         } else {
687                 err = filemap_check_errors(mapping);
688         }
689         return err;
690 }
691 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
692
693 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
694 {
695         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
696
697         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
698 }
699 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
700
701 /**
702  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
703  *                                 and advance wb_err to current one
704  * @file: struct file on which the error is being reported
705  *
706  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
707  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
708  * since the file was opened if there haven't been any).
709  *
710  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
711  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
712  *
713  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
714  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
715  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
716  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
717  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
718  *
719  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
720  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
721  * the latest value swapped in for this file descriptor.
722  *
723  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
724  */
725 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
726 {
727         int err = 0;
728         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
729         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
730
731         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
732         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
733                 /* Something changed, must use slow path */
734                 spin_lock(&file->f_lock);
735                 old = file->f_wb_err;
736                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
737                                                 &file->f_wb_err);
738                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
739                 spin_unlock(&file->f_lock);
740         }
741
742         /*
743          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
744          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
745          * that the legacy code would have had on these flags.
746          */
747         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
748         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
749         return err;
750 }
751 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
752
753 /**
754  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
755  * @file:       file pointing to address_space with pages
756  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
757  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
758  *
759  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
760  *
761  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
762  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
763  *
764  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
765  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
766  *
767  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
768  */
769 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
770 {
771         int err = 0, err2;
772         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
773
774         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
775                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
776                                                  WB_SYNC_ALL);
777                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
778                 if (err != -EIO)
779                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
780         }
781         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
782         if (!err)
783                 err = err2;
784         return err;
785 }
786 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
787
788 /**
789  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
790  * @old:        page to be replaced
791  * @new:        page to replace with
792  *
793  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
794  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
795  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
796  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
797  * caller must do that.
798  *
799  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
800  */
801 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new)
802 {
803         struct folio *fold = page_folio(old);
804         struct folio *fnew = page_folio(new);
805         struct address_space *mapping = old->mapping;
806         void (*freepage)(struct page *) = mapping->a_ops->freepage;
807         pgoff_t offset = old->index;
808         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
809
810         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(old), old);
811         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(new), new);
812         VM_BUG_ON_PAGE(new->mapping, new);
813
814         get_page(new);
815         new->mapping = mapping;
816         new->index = offset;
817
818         mem_cgroup_migrate(fold, fnew);
819
820         xas_lock_irq(&xas);
821         xas_store(&xas, new);
822
823         old->mapping = NULL;
824         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
825         if (!PageHuge(old))
826                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_FILE_PAGES);
827         if (!PageHuge(new))
828                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
829         if (PageSwapBacked(old))
830                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_SHMEM);
831         if (PageSwapBacked(new))
832                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_SHMEM);
833         xas_unlock_irq(&xas);
834         if (freepage)
835                 freepage(old);
836         put_page(old);
837 }
838 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
839
840 noinline int __filemap_add_folio(struct address_space *mapping,
841                 struct folio *folio, pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp)
842 {
843         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
844         int huge = folio_test_hugetlb(folio);
845         int error;
846         bool charged = false;
847
848         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
849         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_swapbacked(folio), folio);
850         mapping_set_update(&xas, mapping);
851
852         folio_get(folio);
853         folio->mapping = mapping;
854         folio->index = index;
855
856         if (!huge) {
857                 error = mem_cgroup_charge(folio, NULL, gfp);
858                 VM_BUG_ON_FOLIO(index & (folio_nr_pages(folio) - 1), folio);
859                 if (error)
860                         goto error;
861                 charged = true;
862         }
863
864         gfp &= GFP_RECLAIM_MASK;
865
866         do {
867                 unsigned int order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
868                 void *entry, *old = NULL;
869
870                 if (order > folio_order(folio))
871                         xas_split_alloc(&xas, xa_load(xas.xa, xas.xa_index),
872                                         order, gfp);
873                 xas_lock_irq(&xas);
874                 xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
875                         old = entry;
876                         if (!xa_is_value(entry)) {
877                                 xas_set_err(&xas, -EEXIST);
878                                 goto unlock;
879                         }
880                 }
881
882                 if (old) {
883                         if (shadowp)
884                                 *shadowp = old;
885                         /* entry may have been split before we acquired lock */
886                         order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
887                         if (order > folio_order(folio)) {
888                                 xas_split(&xas, old, order);
889                                 xas_reset(&xas);
890                         }
891                 }
892
893                 xas_store(&xas, folio);
894                 if (xas_error(&xas))
895                         goto unlock;
896
897                 mapping->nrpages++;
898
899                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
900                 if (!huge)
901                         __lruvec_stat_add_folio(folio, NR_FILE_PAGES);
902 unlock:
903                 xas_unlock_irq(&xas);
904         } while (xas_nomem(&xas, gfp));
905
906         if (xas_error(&xas)) {
907                 error = xas_error(&xas);
908                 if (charged)
909                         mem_cgroup_uncharge(folio);
910                 goto error;
911         }
912
913         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(folio);
914         return 0;
915 error:
916         folio->mapping = NULL;
917         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
918         folio_put(folio);
919         return error;
920 }
921 ALLOW_ERROR_INJECTION(__filemap_add_folio, ERRNO);
922
923 /**
924  * add_to_page_cache_locked - add a locked page to the pagecache
925  * @page:       page to add
926  * @mapping:    the page's address_space
927  * @offset:     page index
928  * @gfp_mask:   page allocation mode
929  *
930  * This function is used to add a page to the pagecache. It must be locked.
931  * This function does not add the page to the LRU.  The caller must do that.
932  *
933  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
934  */
935 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
936                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
937 {
938         return __filemap_add_folio(mapping, page_folio(page), offset,
939                                           gfp_mask, NULL);
940 }
941 EXPORT_SYMBOL(add_to_page_cache_locked);
942
943 int filemap_add_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
944                                 pgoff_t index, gfp_t gfp)
945 {
946         void *shadow = NULL;
947         int ret;
948
949         __folio_set_locked(folio);
950         ret = __filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp, &shadow);
951         if (unlikely(ret))
952                 __folio_clear_locked(folio);
953         else {
954                 /*
955                  * The folio might have been evicted from cache only
956                  * recently, in which case it should be activated like
957                  * any other repeatedly accessed folio.
958                  * The exception is folios getting rewritten; evicting other
959                  * data from the working set, only to cache data that will
960                  * get overwritten with something else, is a waste of memory.
961                  */
962                 WARN_ON_ONCE(folio_test_active(folio));
963                 if (!(gfp & __GFP_WRITE) && shadow)
964                         workingset_refault(folio, shadow);
965                 folio_add_lru(folio);
966         }
967         return ret;
968 }
969 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_add_folio);
970
971 #ifdef CONFIG_NUMA
972 struct folio *filemap_alloc_folio(gfp_t gfp, unsigned int order)
973 {
974         int n;
975         struct folio *folio;
976
977         if (cpuset_do_page_mem_spread()) {
978                 unsigned int cpuset_mems_cookie;
979                 do {
980                         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
981                         n = cpuset_mem_spread_node();
982                         folio = __folio_alloc_node(gfp, order, n);
983                 } while (!folio && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
984
985                 return folio;
986         }
987         return folio_alloc(gfp, order);
988 }
989 EXPORT_SYMBOL(filemap_alloc_folio);
990 #endif
991
992 /*
993  * filemap_invalidate_lock_two - lock invalidate_lock for two mappings
994  *
995  * Lock exclusively invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
996  *
997  * @mapping1: the first mapping to lock
998  * @mapping2: the second mapping to lock
999  */
1000 void filemap_invalidate_lock_two(struct address_space *mapping1,
1001                                  struct address_space *mapping2)
1002 {
1003         if (mapping1 > mapping2)
1004                 swap(mapping1, mapping2);
1005         if (mapping1)
1006                 down_write(&mapping1->invalidate_lock);
1007         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1008                 down_write_nested(&mapping2->invalidate_lock, 1);
1009 }
1010 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_lock_two);
1011
1012 /*
1013  * filemap_invalidate_unlock_two - unlock invalidate_lock for two mappings
1014  *
1015  * Unlock exclusive invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
1016  *
1017  * @mapping1: the first mapping to unlock
1018  * @mapping2: the second mapping to unlock
1019  */
1020 void filemap_invalidate_unlock_two(struct address_space *mapping1,
1021                                    struct address_space *mapping2)
1022 {
1023         if (mapping1)
1024                 up_write(&mapping1->invalidate_lock);
1025         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1026                 up_write(&mapping2->invalidate_lock);
1027 }
1028 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_unlock_two);
1029
1030 /*
1031  * In order to wait for pages to become available there must be
1032  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
1033  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
1034  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
1035  * become available, and for the woken contexts to check to be
1036  * sure the appropriate page became available, this saves space
1037  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
1038  * collisions.
1039  */
1040 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
1041 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
1042 static wait_queue_head_t folio_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
1043
1044 static wait_queue_head_t *folio_waitqueue(struct folio *folio)
1045 {
1046         return &folio_wait_table[hash_ptr(folio, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
1047 }
1048
1049 void __init pagecache_init(void)
1050 {
1051         int i;
1052
1053         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
1054                 init_waitqueue_head(&folio_wait_table[i]);
1055
1056         page_writeback_init();
1057
1058         /*
1059          * tmpfs uses the ZERO_PAGE for reading holes: it is up-to-date,
1060          * and splice's page_cache_pipe_buf_confirm() needs to see that.
1061          */
1062         SetPageUptodate(ZERO_PAGE(0));
1063 }
1064
1065 /*
1066  * The page wait code treats the "wait->flags" somewhat unusually, because
1067  * we have multiple different kinds of waits, not just the usual "exclusive"
1068  * one.
1069  *
1070  * We have:
1071  *
1072  *  (a) no special bits set:
1073  *
1074  *      We're just waiting for the bit to be released, and when a waker
1075  *      calls the wakeup function, we set WQ_FLAG_WOKEN and wake it up,
1076  *      and remove it from the wait queue.
1077  *
1078  *      Simple and straightforward.
1079  *
1080  *  (b) WQ_FLAG_EXCLUSIVE:
1081  *
1082  *      The waiter is waiting to get the lock, and only one waiter should
1083  *      be woken up to avoid any thundering herd behavior. We'll set the
1084  *      WQ_FLAG_WOKEN bit, wake it up, and remove it from the wait queue.
1085  *
1086  *      This is the traditional exclusive wait.
1087  *
1088  *  (c) WQ_FLAG_EXCLUSIVE | WQ_FLAG_CUSTOM:
1089  *
1090  *      The waiter is waiting to get the bit, and additionally wants the
1091  *      lock to be transferred to it for fair lock behavior. If the lock
1092  *      cannot be taken, we stop walking the wait queue without waking
1093  *      the waiter.
1094  *
1095  *      This is the "fair lock handoff" case, and in addition to setting
1096  *      WQ_FLAG_WOKEN, we set WQ_FLAG_DONE to let the waiter easily see
1097  *      that it now has the lock.
1098  */
1099 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1100 {
1101         unsigned int flags;
1102         struct wait_page_key *key = arg;
1103         struct wait_page_queue *wait_page
1104                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1105
1106         if (!wake_page_match(wait_page, key))
1107                 return 0;
1108
1109         /*
1110          * If it's a lock handoff wait, we get the bit for it, and
1111          * stop walking (and do not wake it up) if we can't.
1112          */
1113         flags = wait->flags;
1114         if (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1115                 if (test_bit(key->bit_nr, &key->folio->flags))
1116                         return -1;
1117                 if (flags & WQ_FLAG_CUSTOM) {
1118                         if (test_and_set_bit(key->bit_nr, &key->folio->flags))
1119                                 return -1;
1120                         flags |= WQ_FLAG_DONE;
1121                 }
1122         }
1123
1124         /*
1125          * We are holding the wait-queue lock, but the waiter that
1126          * is waiting for this will be checking the flags without
1127          * any locking.
1128          *
1129          * So update the flags atomically, and wake up the waiter
1130          * afterwards to avoid any races. This store-release pairs
1131          * with the load-acquire in folio_wait_bit_common().
1132          */
1133         smp_store_release(&wait->flags, flags | WQ_FLAG_WOKEN);
1134         wake_up_state(wait->private, mode);
1135
1136         /*
1137          * Ok, we have successfully done what we're waiting for,
1138          * and we can unconditionally remove the wait entry.
1139          *
1140          * Note that this pairs with the "finish_wait()" in the
1141          * waiter, and has to be the absolute last thing we do.
1142          * After this list_del_init(&wait->entry) the wait entry
1143          * might be de-allocated and the process might even have
1144          * exited.
1145          */
1146         list_del_init_careful(&wait->entry);
1147         return (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) != 0;
1148 }
1149
1150 static void folio_wake_bit(struct folio *folio, int bit_nr)
1151 {
1152         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1153         struct wait_page_key key;
1154         unsigned long flags;
1155         wait_queue_entry_t bookmark;
1156
1157         key.folio = folio;
1158         key.bit_nr = bit_nr;
1159         key.page_match = 0;
1160
1161         bookmark.flags = 0;
1162         bookmark.private = NULL;
1163         bookmark.func = NULL;
1164         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1165
1166         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1167         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1168
1169         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1170                 /*
1171                  * Take a breather from holding the lock,
1172                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1173                  * to acquire the lock and remove themselves
1174                  * from wait queue
1175                  */
1176                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1177                 cpu_relax();
1178                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1179                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1180         }
1181
1182         /*
1183          * It is possible for other pages to have collided on the waitqueue
1184          * hash, so in that case check for a page match. That prevents a long-
1185          * term waiter
1186          *
1187          * It is still possible to miss a case here, when we woke page waiters
1188          * and removed them from the waitqueue, but there are still other
1189          * page waiters.
1190          */
1191         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match) {
1192                 folio_clear_waiters(folio);
1193                 /*
1194                  * It's possible to miss clearing Waiters here, when we woke
1195                  * our page waiters, but the hashed waitqueue has waiters for
1196                  * other pages on it.
1197                  *
1198                  * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1199                  */
1200         }
1201         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1202 }
1203
1204 static void folio_wake(struct folio *folio, int bit)
1205 {
1206         if (!folio_test_waiters(folio))
1207                 return;
1208         folio_wake_bit(folio, bit);
1209 }
1210
1211 /*
1212  * A choice of three behaviors for folio_wait_bit_common():
1213  */
1214 enum behavior {
1215         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1216                          * __folio_lock() waiting on then setting PG_locked.
1217                          */
1218         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1219                          * folio_wait_writeback() waiting on PG_writeback.
1220                          */
1221         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1222                          * like folio_put_wait_locked() on PG_locked.
1223                          */
1224 };
1225
1226 /*
1227  * Attempt to check (or get) the folio flag, and mark us done
1228  * if successful.
1229  */
1230 static inline bool folio_trylock_flag(struct folio *folio, int bit_nr,
1231                                         struct wait_queue_entry *wait)
1232 {
1233         if (wait->flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1234                 if (test_and_set_bit(bit_nr, &folio->flags))
1235                         return false;
1236         } else if (test_bit(bit_nr, &folio->flags))
1237                 return false;
1238
1239         wait->flags |= WQ_FLAG_WOKEN | WQ_FLAG_DONE;
1240         return true;
1241 }
1242
1243 /* How many times do we accept lock stealing from under a waiter? */
1244 int sysctl_page_lock_unfairness = 5;
1245
1246 static inline int folio_wait_bit_common(struct folio *folio, int bit_nr,
1247                 int state, enum behavior behavior)
1248 {
1249         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1250         int unfairness = sysctl_page_lock_unfairness;
1251         struct wait_page_queue wait_page;
1252         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1253         bool thrashing = false;
1254         bool delayacct = false;
1255         unsigned long pflags;
1256
1257         if (bit_nr == PG_locked &&
1258             !folio_test_uptodate(folio) && folio_test_workingset(folio)) {
1259                 if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1260                         delayacct_thrashing_start();
1261                         delayacct = true;
1262                 }
1263                 psi_memstall_enter(&pflags);
1264                 thrashing = true;
1265         }
1266
1267         init_wait(wait);
1268         wait->func = wake_page_function;
1269         wait_page.folio = folio;
1270         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1271
1272 repeat:
1273         wait->flags = 0;
1274         if (behavior == EXCLUSIVE) {
1275                 wait->flags = WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
1276                 if (--unfairness < 0)
1277                         wait->flags |= WQ_FLAG_CUSTOM;
1278         }
1279
1280         /*
1281          * Do one last check whether we can get the
1282          * page bit synchronously.
1283          *
1284          * Do the folio_set_waiters() marking before that
1285          * to let any waker we _just_ missed know they
1286          * need to wake us up (otherwise they'll never
1287          * even go to the slow case that looks at the
1288          * page queue), and add ourselves to the wait
1289          * queue if we need to sleep.
1290          *
1291          * This part needs to be done under the queue
1292          * lock to avoid races.
1293          */
1294         spin_lock_irq(&q->lock);
1295         folio_set_waiters(folio);
1296         if (!folio_trylock_flag(folio, bit_nr, wait))
1297                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1298         spin_unlock_irq(&q->lock);
1299
1300         /*
1301          * From now on, all the logic will be based on
1302          * the WQ_FLAG_WOKEN and WQ_FLAG_DONE flag, to
1303          * see whether the page bit testing has already
1304          * been done by the wake function.
1305          *
1306          * We can drop our reference to the folio.
1307          */
1308         if (behavior == DROP)
1309                 folio_put(folio);
1310
1311         /*
1312          * Note that until the "finish_wait()", or until
1313          * we see the WQ_FLAG_WOKEN flag, we need to
1314          * be very careful with the 'wait->flags', because
1315          * we may race with a waker that sets them.
1316          */
1317         for (;;) {
1318                 unsigned int flags;
1319
1320                 set_current_state(state);
1321
1322                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1323                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1324                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1325                         if (signal_pending_state(state, current))
1326                                 break;
1327
1328                         io_schedule();
1329                         continue;
1330                 }
1331
1332                 /* If we were non-exclusive, we're done */
1333                 if (behavior != EXCLUSIVE)
1334                         break;
1335
1336                 /* If the waker got the lock for us, we're done */
1337                 if (flags & WQ_FLAG_DONE)
1338                         break;
1339
1340                 /*
1341                  * Otherwise, if we're getting the lock, we need to
1342                  * try to get it ourselves.
1343                  *
1344                  * And if that fails, we'll have to retry this all.
1345                  */
1346                 if (unlikely(test_and_set_bit(bit_nr, folio_flags(folio, 0))))
1347                         goto repeat;
1348
1349                 wait->flags |= WQ_FLAG_DONE;
1350                 break;
1351         }
1352
1353         /*
1354          * If a signal happened, this 'finish_wait()' may remove the last
1355          * waiter from the wait-queues, but the folio waiters bit will remain
1356          * set. That's ok. The next wakeup will take care of it, and trying
1357          * to do it here would be difficult and prone to races.
1358          */
1359         finish_wait(q, wait);
1360
1361         if (thrashing) {
1362                 if (delayacct)
1363                         delayacct_thrashing_end();
1364                 psi_memstall_leave(&pflags);
1365         }
1366
1367         /*
1368          * NOTE! The wait->flags weren't stable until we've done the
1369          * 'finish_wait()', and we could have exited the loop above due
1370          * to a signal, and had a wakeup event happen after the signal
1371          * test but before the 'finish_wait()'.
1372          *
1373          * So only after the finish_wait() can we reliably determine
1374          * if we got woken up or not, so we can now figure out the final
1375          * return value based on that state without races.
1376          *
1377          * Also note that WQ_FLAG_WOKEN is sufficient for a non-exclusive
1378          * waiter, but an exclusive one requires WQ_FLAG_DONE.
1379          */
1380         if (behavior == EXCLUSIVE)
1381                 return wait->flags & WQ_FLAG_DONE ? 0 : -EINTR;
1382
1383         return wait->flags & WQ_FLAG_WOKEN ? 0 : -EINTR;
1384 }
1385
1386 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1387 /**
1388  * migration_entry_wait_on_locked - Wait for a migration entry to be removed
1389  * @entry: migration swap entry.
1390  * @ptep: mapped pte pointer. Will return with the ptep unmapped. Only required
1391  *        for pte entries, pass NULL for pmd entries.
1392  * @ptl: already locked ptl. This function will drop the lock.
1393  *
1394  * Wait for a migration entry referencing the given page to be removed. This is
1395  * equivalent to put_and_wait_on_page_locked(page, TASK_UNINTERRUPTIBLE) except
1396  * this can be called without taking a reference on the page. Instead this
1397  * should be called while holding the ptl for the migration entry referencing
1398  * the page.
1399  *
1400  * Returns after unmapping and unlocking the pte/ptl with pte_unmap_unlock().
1401  *
1402  * This follows the same logic as folio_wait_bit_common() so see the comments
1403  * there.
1404  */
1405 void migration_entry_wait_on_locked(swp_entry_t entry, pte_t *ptep,
1406                                 spinlock_t *ptl)
1407 {
1408         struct wait_page_queue wait_page;
1409         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1410         bool thrashing = false;
1411         bool delayacct = false;
1412         unsigned long pflags;
1413         wait_queue_head_t *q;
1414         struct folio *folio = page_folio(pfn_swap_entry_to_page(entry));
1415
1416         q = folio_waitqueue(folio);
1417         if (!folio_test_uptodate(folio) && folio_test_workingset(folio)) {
1418                 if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1419                         delayacct_thrashing_start();
1420                         delayacct = true;
1421                 }
1422                 psi_memstall_enter(&pflags);
1423                 thrashing = true;
1424         }
1425
1426         init_wait(wait);
1427         wait->func = wake_page_function;
1428         wait_page.folio = folio;
1429         wait_page.bit_nr = PG_locked;
1430         wait->flags = 0;
1431
1432         spin_lock_irq(&q->lock);
1433         folio_set_waiters(folio);
1434         if (!folio_trylock_flag(folio, PG_locked, wait))
1435                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1436         spin_unlock_irq(&q->lock);
1437
1438         /*
1439          * If a migration entry exists for the page the migration path must hold
1440          * a valid reference to the page, and it must take the ptl to remove the
1441          * migration entry. So the page is valid until the ptl is dropped.
1442          */
1443         if (ptep)
1444                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
1445         else
1446                 spin_unlock(ptl);
1447
1448         for (;;) {
1449                 unsigned int flags;
1450
1451                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1452
1453                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1454                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1455                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1456                         if (signal_pending_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE, current))
1457                                 break;
1458
1459                         io_schedule();
1460                         continue;
1461                 }
1462                 break;
1463         }
1464
1465         finish_wait(q, wait);
1466
1467         if (thrashing) {
1468                 if (delayacct)
1469                         delayacct_thrashing_end();
1470                 psi_memstall_leave(&pflags);
1471         }
1472 }
1473 #endif
1474
1475 void folio_wait_bit(struct folio *folio, int bit_nr)
1476 {
1477         folio_wait_bit_common(folio, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1478 }
1479 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_bit);
1480
1481 int folio_wait_bit_killable(struct folio *folio, int bit_nr)
1482 {
1483         return folio_wait_bit_common(folio, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1484 }
1485 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_bit_killable);
1486
1487 /**
1488  * folio_put_wait_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1489  * @folio: The folio to wait for.
1490  * @state: The sleep state (TASK_KILLABLE, TASK_UNINTERRUPTIBLE, etc).
1491  *
1492  * The caller should hold a reference on @folio.  They expect the page to
1493  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1494  * (for example) by holding the reference while waiting for the folio to
1495  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1496  * dereference @folio.
1497  *
1498  * Return: 0 if the folio was unlocked or -EINTR if interrupted by a signal.
1499  */
1500 int folio_put_wait_locked(struct folio *folio, int state)
1501 {
1502         return folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, state, DROP);
1503 }
1504
1505 /**
1506  * folio_add_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a folio's wait queue
1507  * @folio: Folio defining the wait queue of interest
1508  * @waiter: Waiter to add to the queue
1509  *
1510  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @folio.
1511  */
1512 void folio_add_wait_queue(struct folio *folio, wait_queue_entry_t *waiter)
1513 {
1514         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1515         unsigned long flags;
1516
1517         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1518         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1519         folio_set_waiters(folio);
1520         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1521 }
1522 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_add_wait_queue);
1523
1524 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1525
1526 /*
1527  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1528  *
1529  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1530  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1531  * not support that special operation, we just do this all by hand
1532  * instead.
1533  *
1534  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1535  * being cleared, but a memory barrier should be unnecessary since it is
1536  * in the same byte as PG_locked.
1537  */
1538 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1539 {
1540         clear_bit_unlock(nr, mem);
1541         /* smp_mb__after_atomic(); */
1542         return test_bit(PG_waiters, mem);
1543 }
1544
1545 #endif
1546
1547 /**
1548  * folio_unlock - Unlock a locked folio.
1549  * @folio: The folio.
1550  *
1551  * Unlocks the folio and wakes up any thread sleeping on the page lock.
1552  *
1553  * Context: May be called from interrupt or process context.  May not be
1554  * called from NMI context.
1555  */
1556 void folio_unlock(struct folio *folio)
1557 {
1558         /* Bit 7 allows x86 to check the byte's sign bit */
1559         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1560         BUILD_BUG_ON(PG_locked > 7);
1561         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
1562         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, folio_flags(folio, 0)))
1563                 folio_wake_bit(folio, PG_locked);
1564 }
1565 EXPORT_SYMBOL(folio_unlock);
1566
1567 /**
1568  * folio_end_private_2 - Clear PG_private_2 and wake any waiters.
1569  * @folio: The folio.
1570  *
1571  * Clear the PG_private_2 bit on a folio and wake up any sleepers waiting for
1572  * it.  The folio reference held for PG_private_2 being set is released.
1573  *
1574  * This is, for example, used when a netfs folio is being written to a local
1575  * disk cache, thereby allowing writes to the cache for the same folio to be
1576  * serialised.
1577  */
1578 void folio_end_private_2(struct folio *folio)
1579 {
1580         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_private_2(folio), folio);
1581         clear_bit_unlock(PG_private_2, folio_flags(folio, 0));
1582         folio_wake_bit(folio, PG_private_2);
1583         folio_put(folio);
1584 }
1585 EXPORT_SYMBOL(folio_end_private_2);
1586
1587 /**
1588  * folio_wait_private_2 - Wait for PG_private_2 to be cleared on a folio.
1589  * @folio: The folio to wait on.
1590  *
1591  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a folio.
1592  */
1593 void folio_wait_private_2(struct folio *folio)
1594 {
1595         while (folio_test_private_2(folio))
1596                 folio_wait_bit(folio, PG_private_2);
1597 }
1598 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_private_2);
1599
1600 /**
1601  * folio_wait_private_2_killable - Wait for PG_private_2 to be cleared on a folio.
1602  * @folio: The folio to wait on.
1603  *
1604  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a folio or until a
1605  * fatal signal is received by the calling task.
1606  *
1607  * Return:
1608  * - 0 if successful.
1609  * - -EINTR if a fatal signal was encountered.
1610  */
1611 int folio_wait_private_2_killable(struct folio *folio)
1612 {
1613         int ret = 0;
1614
1615         while (folio_test_private_2(folio)) {
1616                 ret = folio_wait_bit_killable(folio, PG_private_2);
1617                 if (ret < 0)
1618                         break;
1619         }
1620
1621         return ret;
1622 }
1623 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_private_2_killable);
1624
1625 /**
1626  * folio_end_writeback - End writeback against a folio.
1627  * @folio: The folio.
1628  */
1629 void folio_end_writeback(struct folio *folio)
1630 {
1631         /*
1632          * folio_test_clear_reclaim() could be used here but it is an
1633          * atomic operation and overkill in this particular case. Failing
1634          * to shuffle a folio marked for immediate reclaim is too mild
1635          * a gain to justify taking an atomic operation penalty at the
1636          * end of every folio writeback.
1637          */
1638         if (folio_test_reclaim(folio)) {
1639                 folio_clear_reclaim(folio);
1640                 folio_rotate_reclaimable(folio);
1641         }
1642
1643         /*
1644          * Writeback does not hold a folio reference of its own, relying
1645          * on truncation to wait for the clearing of PG_writeback.
1646          * But here we must make sure that the folio is not freed and
1647          * reused before the folio_wake().
1648          */
1649         folio_get(folio);
1650         if (!__folio_end_writeback(folio))
1651                 BUG();
1652
1653         smp_mb__after_atomic();
1654         folio_wake(folio, PG_writeback);
1655         acct_reclaim_writeback(folio);
1656         folio_put(folio);
1657 }
1658 EXPORT_SYMBOL(folio_end_writeback);
1659
1660 /*
1661  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1662  * flags appropriately
1663  */
1664 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1665 {
1666         if (!is_write) {
1667                 if (!err) {
1668                         SetPageUptodate(page);
1669                 } else {
1670                         ClearPageUptodate(page);
1671                         SetPageError(page);
1672                 }
1673                 unlock_page(page);
1674         } else {
1675                 if (err) {
1676                         struct address_space *mapping;
1677
1678                         SetPageError(page);
1679                         mapping = page_mapping(page);
1680                         if (mapping)
1681                                 mapping_set_error(mapping, err);
1682                 }
1683                 end_page_writeback(page);
1684         }
1685 }
1686 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1687
1688 /**
1689  * __folio_lock - Get a lock on the folio, assuming we need to sleep to get it.
1690  * @folio: The folio to lock
1691  */
1692 void __folio_lock(struct folio *folio)
1693 {
1694         folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1695                                 EXCLUSIVE);
1696 }
1697 EXPORT_SYMBOL(__folio_lock);
1698
1699 int __folio_lock_killable(struct folio *folio)
1700 {
1701         return folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1702                                         EXCLUSIVE);
1703 }
1704 EXPORT_SYMBOL_GPL(__folio_lock_killable);
1705
1706 static int __folio_lock_async(struct folio *folio, struct wait_page_queue *wait)
1707 {
1708         struct wait_queue_head *q = folio_waitqueue(folio);
1709         int ret = 0;
1710
1711         wait->folio = folio;
1712         wait->bit_nr = PG_locked;
1713
1714         spin_lock_irq(&q->lock);
1715         __add_wait_queue_entry_tail(q, &wait->wait);
1716         folio_set_waiters(folio);
1717         ret = !folio_trylock(folio);
1718         /*
1719          * If we were successful now, we know we're still on the
1720          * waitqueue as we're still under the lock. This means it's
1721          * safe to remove and return success, we know the callback
1722          * isn't going to trigger.
1723          */
1724         if (!ret)
1725                 __remove_wait_queue(q, &wait->wait);
1726         else
1727                 ret = -EIOCBQUEUED;
1728         spin_unlock_irq(&q->lock);
1729         return ret;
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Return values:
1734  * true - folio is locked; mmap_lock is still held.
1735  * false - folio is not locked.
1736  *     mmap_lock has been released (mmap_read_unlock(), unless flags had both
1737  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1738  *     which case mmap_lock is still held.
1739  *
1740  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return true
1741  * with the folio locked and the mmap_lock unperturbed.
1742  */
1743 bool __folio_lock_or_retry(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
1744                          unsigned int flags)
1745 {
1746         if (fault_flag_allow_retry_first(flags)) {
1747                 /*
1748                  * CAUTION! In this case, mmap_lock is not released
1749                  * even though return 0.
1750                  */
1751                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1752                         return false;
1753
1754                 mmap_read_unlock(mm);
1755                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1756                         folio_wait_locked_killable(folio);
1757                 else
1758                         folio_wait_locked(folio);
1759                 return false;
1760         }
1761         if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1762                 bool ret;
1763
1764                 ret = __folio_lock_killable(folio);
1765                 if (ret) {
1766                         mmap_read_unlock(mm);
1767                         return false;
1768                 }
1769         } else {
1770                 __folio_lock(folio);
1771         }
1772
1773         return true;
1774 }
1775
1776 /**
1777  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1778  * @mapping: Mapping.
1779  * @index: Index.
1780  * @max_scan: Maximum range to search.
1781  *
1782  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1783  * gap with the lowest index.
1784  *
1785  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1786  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1787  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1788  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1789  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1790  *
1791  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1792  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1793  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1794  */
1795 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1796                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1797 {
1798         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1799
1800         while (max_scan--) {
1801                 void *entry = xas_next(&xas);
1802                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1803                         break;
1804                 if (xas.xa_index == 0)
1805                         break;
1806         }
1807
1808         return xas.xa_index;
1809 }
1810 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1811
1812 /**
1813  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1814  * @mapping: Mapping.
1815  * @index: Index.
1816  * @max_scan: Maximum range to search.
1817  *
1818  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1819  * gap with the highest index.
1820  *
1821  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1822  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1823  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1824  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1825  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1826  *
1827  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1828  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1829  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1830  */
1831 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1832                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1833 {
1834         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1835
1836         while (max_scan--) {
1837                 void *entry = xas_prev(&xas);
1838                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1839                         break;
1840                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1841                         break;
1842         }
1843
1844         return xas.xa_index;
1845 }
1846 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1847
1848 /*
1849  * Lockless page cache protocol:
1850  * On the lookup side:
1851  * 1. Load the folio from i_pages
1852  * 2. Increment the refcount if it's not zero
1853  * 3. If the folio is not found by xas_reload(), put the refcount and retry
1854  *
1855  * On the removal side:
1856  * A. Freeze the page (by zeroing the refcount if nobody else has a reference)
1857  * B. Remove the page from i_pages
1858  * C. Return the page to the page allocator
1859  *
1860  * This means that any page may have its reference count temporarily
1861  * increased by a speculative page cache (or fast GUP) lookup as it can
1862  * be allocated by another user before the RCU grace period expires.
1863  * Because the refcount temporarily acquired here may end up being the
1864  * last refcount on the page, any page allocation must be freeable by
1865  * folio_put().
1866  */
1867
1868 /*
1869  * mapping_get_entry - Get a page cache entry.
1870  * @mapping: the address_space to search
1871  * @index: The page cache index.
1872  *
1873  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If it is a folio,
1874  * it is returned with an increased refcount.  If it is a shadow entry
1875  * of a previously evicted folio, or a swap entry from shmem/tmpfs,
1876  * it is returned without further action.
1877  *
1878  * Return: The folio, swap or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1879  */
1880 static void *mapping_get_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t index)
1881 {
1882         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1883         struct folio *folio;
1884
1885         rcu_read_lock();
1886 repeat:
1887         xas_reset(&xas);
1888         folio = xas_load(&xas);
1889         if (xas_retry(&xas, folio))
1890                 goto repeat;
1891         /*
1892          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1893          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1894          */
1895         if (!folio || xa_is_value(folio))
1896                 goto out;
1897
1898         if (!folio_try_get_rcu(folio))
1899                 goto repeat;
1900
1901         if (unlikely(folio != xas_reload(&xas))) {
1902                 folio_put(folio);
1903                 goto repeat;
1904         }
1905 out:
1906         rcu_read_unlock();
1907
1908         return folio;
1909 }
1910
1911 /**
1912  * __filemap_get_folio - Find and get a reference to a folio.
1913  * @mapping: The address_space to search.
1914  * @index: The page index.
1915  * @fgp_flags: %FGP flags modify how the folio is returned.
1916  * @gfp: Memory allocation flags to use if %FGP_CREAT is specified.
1917  *
1918  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.
1919  *
1920  * @fgp_flags can be zero or more of these flags:
1921  *
1922  * * %FGP_ACCESSED - The folio will be marked accessed.
1923  * * %FGP_LOCK - The folio is returned locked.
1924  * * %FGP_ENTRY - If there is a shadow / swap / DAX entry, return it
1925  *   instead of allocating a new folio to replace it.
1926  * * %FGP_CREAT - If no page is present then a new page is allocated using
1927  *   @gfp and added to the page cache and the VM's LRU list.
1928  *   The page is returned locked and with an increased refcount.
1929  * * %FGP_FOR_MMAP - The caller wants to do its own locking dance if the
1930  *   page is already in cache.  If the page was allocated, unlock it before
1931  *   returning so the caller can do the same dance.
1932  * * %FGP_WRITE - The page will be written to by the caller.
1933  * * %FGP_NOFS - __GFP_FS will get cleared in gfp.
1934  * * %FGP_NOWAIT - Don't get blocked by page lock.
1935  * * %FGP_STABLE - Wait for the folio to be stable (finished writeback)
1936  *
1937  * If %FGP_LOCK or %FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1938  * if the %GFP flags specified for %FGP_CREAT are atomic.
1939  *
1940  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1941  *
1942  * Return: The found folio or %NULL otherwise.
1943  */
1944 struct folio *__filemap_get_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1945                 int fgp_flags, gfp_t gfp)
1946 {
1947         struct folio *folio;
1948
1949 repeat:
1950         folio = mapping_get_entry(mapping, index);
1951         if (xa_is_value(folio)) {
1952                 if (fgp_flags & FGP_ENTRY)
1953                         return folio;
1954                 folio = NULL;
1955         }
1956         if (!folio)
1957                 goto no_page;
1958
1959         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1960                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1961                         if (!folio_trylock(folio)) {
1962                                 folio_put(folio);
1963                                 return NULL;
1964                         }
1965                 } else {
1966                         folio_lock(folio);
1967                 }
1968
1969                 /* Has the page been truncated? */
1970                 if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
1971                         folio_unlock(folio);
1972                         folio_put(folio);
1973                         goto repeat;
1974                 }
1975                 VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, index), folio);
1976         }
1977
1978         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1979                 folio_mark_accessed(folio);
1980         else if (fgp_flags & FGP_WRITE) {
1981                 /* Clear idle flag for buffer write */
1982                 if (folio_test_idle(folio))
1983                         folio_clear_idle(folio);
1984         }
1985
1986         if (fgp_flags & FGP_STABLE)
1987                 folio_wait_stable(folio);
1988 no_page:
1989         if (!folio && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1990                 int err;
1991                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_can_writeback(mapping))
1992                         gfp |= __GFP_WRITE;
1993                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1994                         gfp &= ~__GFP_FS;
1995
1996                 folio = filemap_alloc_folio(gfp, 0);
1997                 if (!folio)
1998                         return NULL;
1999
2000                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
2001                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
2002
2003                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
2004                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
2005                         __folio_set_referenced(folio);
2006
2007                 err = filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp);
2008                 if (unlikely(err)) {
2009                         folio_put(folio);
2010                         folio = NULL;
2011                         if (err == -EEXIST)
2012                                 goto repeat;
2013                 }
2014
2015                 /*
2016                  * filemap_add_folio locks the page, and for mmap
2017                  * we expect an unlocked page.
2018                  */
2019                 if (folio && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
2020                         folio_unlock(folio);
2021         }
2022
2023         return folio;
2024 }
2025 EXPORT_SYMBOL(__filemap_get_folio);
2026
2027 static inline struct folio *find_get_entry(struct xa_state *xas, pgoff_t max,
2028                 xa_mark_t mark)
2029 {
2030         struct folio *folio;
2031
2032 retry:
2033         if (mark == XA_PRESENT)
2034                 folio = xas_find(xas, max);
2035         else
2036                 folio = xas_find_marked(xas, max, mark);
2037
2038         if (xas_retry(xas, folio))
2039                 goto retry;
2040         /*
2041          * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
2042          * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
2043          * without attempting to raise page count.
2044          */
2045         if (!folio || xa_is_value(folio))
2046                 return folio;
2047
2048         if (!folio_try_get_rcu(folio))
2049                 goto reset;
2050
2051         if (unlikely(folio != xas_reload(xas))) {
2052                 folio_put(folio);
2053                 goto reset;
2054         }
2055
2056         return folio;
2057 reset:
2058         xas_reset(xas);
2059         goto retry;
2060 }
2061
2062 /**
2063  * find_get_entries - gang pagecache lookup
2064  * @mapping:    The address_space to search
2065  * @start:      The starting page cache index
2066  * @end:        The final page index (inclusive).
2067  * @fbatch:     Where the resulting entries are placed.
2068  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
2069  *
2070  * find_get_entries() will search for and return a batch of entries in
2071  * the mapping.  The entries are placed in @fbatch.  find_get_entries()
2072  * takes a reference on any actual folios it returns.
2073  *
2074  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2075  * due to not-present entries or large folios.
2076  *
2077  * Any shadow entries of evicted folios, or swap entries from
2078  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
2079  *
2080  * Return: The number of entries which were found.
2081  */
2082 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2083                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices)
2084 {
2085         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2086         struct folio *folio;
2087
2088         rcu_read_lock();
2089         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT)) != NULL) {
2090                 indices[fbatch->nr] = xas.xa_index;
2091                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2092                         break;
2093         }
2094         rcu_read_unlock();
2095
2096         return folio_batch_count(fbatch);
2097 }
2098
2099 /**
2100  * find_lock_entries - Find a batch of pagecache entries.
2101  * @mapping:    The address_space to search.
2102  * @start:      The starting page cache index.
2103  * @end:        The final page index (inclusive).
2104  * @fbatch:     Where the resulting entries are placed.
2105  * @indices:    The cache indices of the entries in @fbatch.
2106  *
2107  * find_lock_entries() will return a batch of entries from @mapping.
2108  * Swap, shadow and DAX entries are included.  Folios are returned
2109  * locked and with an incremented refcount.  Folios which are locked
2110  * by somebody else or under writeback are skipped.  Folios which are
2111  * partially outside the range are not returned.
2112  *
2113  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2114  * due to not-present entries, large folios, folios which could not be
2115  * locked or folios under writeback.
2116  *
2117  * Return: The number of entries which were found.
2118  */
2119 unsigned find_lock_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2120                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices)
2121 {
2122         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2123         struct folio *folio;
2124
2125         rcu_read_lock();
2126         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2127                 if (!xa_is_value(folio)) {
2128                         if (folio->index < start)
2129                                 goto put;
2130                         if (folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1 > end)
2131                                 goto put;
2132                         if (!folio_trylock(folio))
2133                                 goto put;
2134                         if (folio->mapping != mapping ||
2135                             folio_test_writeback(folio))
2136                                 goto unlock;
2137                         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, xas.xa_index),
2138                                         folio);
2139                 }
2140                 indices[fbatch->nr] = xas.xa_index;
2141                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2142                         break;
2143                 continue;
2144 unlock:
2145                 folio_unlock(folio);
2146 put:
2147                 folio_put(folio);
2148         }
2149         rcu_read_unlock();
2150
2151         return folio_batch_count(fbatch);
2152 }
2153
2154 static inline
2155 bool folio_more_pages(struct folio *folio, pgoff_t index, pgoff_t max)
2156 {
2157         if (!folio_test_large(folio) || folio_test_hugetlb(folio))
2158                 return false;
2159         if (index >= max)
2160                 return false;
2161         return index < folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1;
2162 }
2163
2164 /**
2165  * find_get_pages_range - gang pagecache lookup
2166  * @mapping:    The address_space to search
2167  * @start:      The starting page index
2168  * @end:        The final page index (inclusive)
2169  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2170  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2171  *
2172  * find_get_pages_range() will search for and return a group of up to @nr_pages
2173  * pages in the mapping starting at index @start and up to index @end
2174  * (inclusive).  The pages are placed at @pages.  find_get_pages_range() takes
2175  * a reference against the returned pages.
2176  *
2177  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
2178  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
2179  * We also update @start to index the next page for the traversal.
2180  *
2181  * Return: the number of pages which were found. If this number is
2182  * smaller than @nr_pages, the end of specified range has been
2183  * reached.
2184  */
2185 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
2186                               pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
2187                               struct page **pages)
2188 {
2189         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
2190         struct folio *folio;
2191         unsigned ret = 0;
2192
2193         if (unlikely(!nr_pages))
2194                 return 0;
2195
2196         rcu_read_lock();
2197         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2198                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
2199                 if (xa_is_value(folio))
2200                         continue;
2201
2202 again:
2203                 pages[ret] = folio_file_page(folio, xas.xa_index);
2204                 if (++ret == nr_pages) {
2205                         *start = xas.xa_index + 1;
2206                         goto out;
2207                 }
2208                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, end)) {
2209                         xas.xa_index++;
2210                         folio_ref_inc(folio);
2211                         goto again;
2212                 }
2213         }
2214
2215         /*
2216          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
2217          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
2218          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
2219          * already broken anyway.
2220          */
2221         if (end == (pgoff_t)-1)
2222                 *start = (pgoff_t)-1;
2223         else
2224                 *start = end + 1;
2225 out:
2226         rcu_read_unlock();
2227
2228         return ret;
2229 }
2230
2231 /**
2232  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
2233  * @mapping:    The address_space to search
2234  * @index:      The starting page index
2235  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2236  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2237  *
2238  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages_range(),
2239  * except that the returned number of pages are guaranteed to be
2240  * contiguous.
2241  *
2242  * Return: the number of pages which were found.
2243  */
2244 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2245                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
2246 {
2247         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2248         struct folio *folio;
2249         unsigned int ret = 0;
2250
2251         if (unlikely(!nr_pages))
2252                 return 0;
2253
2254         rcu_read_lock();
2255         for (folio = xas_load(&xas); folio; folio = xas_next(&xas)) {
2256                 if (xas_retry(&xas, folio))
2257                         continue;
2258                 /*
2259                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
2260                  * No current caller is looking for DAX entries.
2261                  */
2262                 if (xa_is_value(folio))
2263                         break;
2264
2265                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
2266                         goto retry;
2267
2268                 if (unlikely(folio != xas_reload(&xas)))
2269                         goto put_page;
2270
2271 again:
2272                 pages[ret] = folio_file_page(folio, xas.xa_index);
2273                 if (++ret == nr_pages)
2274                         break;
2275                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, ULONG_MAX)) {
2276                         xas.xa_index++;
2277                         folio_ref_inc(folio);
2278                         goto again;
2279                 }
2280                 continue;
2281 put_page:
2282                 folio_put(folio);
2283 retry:
2284                 xas_reset(&xas);
2285         }
2286         rcu_read_unlock();
2287         return ret;
2288 }
2289 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
2290
2291 /**
2292  * find_get_pages_range_tag - Find and return head pages matching @tag.
2293  * @mapping:    the address_space to search
2294  * @index:      the starting page index
2295  * @end:        The final page index (inclusive)
2296  * @tag:        the tag index
2297  * @nr_pages:   the maximum number of pages
2298  * @pages:      where the resulting pages are placed
2299  *
2300  * Like find_get_pages_range(), except we only return head pages which are
2301  * tagged with @tag.  @index is updated to the index immediately after the
2302  * last page we return, ready for the next iteration.
2303  *
2304  * Return: the number of pages which were found.
2305  */
2306 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
2307                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
2308                         struct page **pages)
2309 {
2310         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
2311         struct folio *folio;
2312         unsigned ret = 0;
2313
2314         if (unlikely(!nr_pages))
2315                 return 0;
2316
2317         rcu_read_lock();
2318         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, tag))) {
2319                 /*
2320                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
2321                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
2322                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
2323                  */
2324                 if (xa_is_value(folio))
2325                         continue;
2326
2327                 pages[ret] = &folio->page;
2328                 if (++ret == nr_pages) {
2329                         *index = folio->index + folio_nr_pages(folio);
2330                         goto out;
2331                 }
2332         }
2333
2334         /*
2335          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
2336          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
2337          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
2338          * broken anyway.
2339          */
2340         if (end == (pgoff_t)-1)
2341                 *index = (pgoff_t)-1;
2342         else
2343                 *index = end + 1;
2344 out:
2345         rcu_read_unlock();
2346
2347         return ret;
2348 }
2349 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
2350
2351 /*
2352  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
2353  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
2354  *
2355  *      ---R__________________________________________B__________
2356  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
2357  *
2358  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
2359  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
2360  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
2361  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
2362  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2363  *
2364  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2365  */
2366 static void shrink_readahead_size_eio(struct file_ra_state *ra)
2367 {
2368         ra->ra_pages /= 4;
2369 }
2370
2371 /*
2372  * filemap_get_read_batch - Get a batch of folios for read
2373  *
2374  * Get a batch of folios which represent a contiguous range of bytes in
2375  * the file.  No exceptional entries will be returned.  If @index is in
2376  * the middle of a folio, the entire folio will be returned.  The last
2377  * folio in the batch may have the readahead flag set or the uptodate flag
2378  * clear so that the caller can take the appropriate action.
2379  */
2380 static void filemap_get_read_batch(struct address_space *mapping,
2381                 pgoff_t index, pgoff_t max, struct folio_batch *fbatch)
2382 {
2383         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2384         struct folio *folio;
2385
2386         rcu_read_lock();
2387         for (folio = xas_load(&xas); folio; folio = xas_next(&xas)) {
2388                 if (xas_retry(&xas, folio))
2389                         continue;
2390                 if (xas.xa_index > max || xa_is_value(folio))
2391                         break;
2392                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
2393                         goto retry;
2394
2395                 if (unlikely(folio != xas_reload(&xas)))
2396                         goto put_folio;
2397
2398                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2399                         break;
2400                 if (!folio_test_uptodate(folio))
2401                         break;
2402                 if (folio_test_readahead(folio))
2403                         break;
2404                 xas_advance(&xas, folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1);
2405                 continue;
2406 put_folio:
2407                 folio_put(folio);
2408 retry:
2409                 xas_reset(&xas);
2410         }
2411         rcu_read_unlock();
2412 }
2413
2414 static int filemap_read_folio(struct file *file, struct address_space *mapping,
2415                 struct folio *folio)
2416 {
2417         int error;
2418
2419         /*
2420          * A previous I/O error may have been due to temporary failures,
2421          * eg. multipath errors.  PG_error will be set again if readpage
2422          * fails.
2423          */
2424         folio_clear_error(folio);
2425         /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2426         error = mapping->a_ops->readpage(file, &folio->page);
2427         if (error)
2428                 return error;
2429
2430         error = folio_wait_locked_killable(folio);
2431         if (error)
2432                 return error;
2433         if (folio_test_uptodate(folio))
2434                 return 0;
2435         shrink_readahead_size_eio(&file->f_ra);
2436         return -EIO;
2437 }
2438
2439 static bool filemap_range_uptodate(struct address_space *mapping,
2440                 loff_t pos, struct iov_iter *iter, struct folio *folio)
2441 {
2442         int count;
2443
2444         if (folio_test_uptodate(folio))
2445                 return true;
2446         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2447         if (iov_iter_is_pipe(iter))
2448                 return false;
2449         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2450                 return false;
2451         if (mapping->host->i_blkbits >= folio_shift(folio))
2452                 return false;
2453
2454         count = iter->count;
2455         if (folio_pos(folio) > pos) {
2456                 count -= folio_pos(folio) - pos;
2457                 pos = 0;
2458         } else {
2459                 pos -= folio_pos(folio);
2460         }
2461
2462         return mapping->a_ops->is_partially_uptodate(&folio->page, pos, count);
2463 }
2464
2465 static int filemap_update_page(struct kiocb *iocb,
2466                 struct address_space *mapping, struct iov_iter *iter,
2467                 struct folio *folio)
2468 {
2469         int error;
2470
2471         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2472                 if (!filemap_invalidate_trylock_shared(mapping))
2473                         return -EAGAIN;
2474         } else {
2475                 filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2476         }
2477
2478         if (!folio_trylock(folio)) {
2479                 error = -EAGAIN;
2480                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_NOIO))
2481                         goto unlock_mapping;
2482                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ)) {
2483                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2484                         /*
2485                          * This is where we usually end up waiting for a
2486                          * previously submitted readahead to finish.
2487                          */
2488                         folio_put_wait_locked(folio, TASK_KILLABLE);
2489                         return AOP_TRUNCATED_PAGE;
2490                 }
2491                 error = __folio_lock_async(folio, iocb->ki_waitq);
2492                 if (error)
2493                         goto unlock_mapping;
2494         }
2495
2496         error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2497         if (!folio->mapping)
2498                 goto unlock;
2499
2500         error = 0;
2501         if (filemap_range_uptodate(mapping, iocb->ki_pos, iter, folio))
2502                 goto unlock;
2503
2504         error = -EAGAIN;
2505         if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOIO | IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2506                 goto unlock;
2507
2508         error = filemap_read_folio(iocb->ki_filp, mapping, folio);
2509         goto unlock_mapping;
2510 unlock:
2511         folio_unlock(folio);
2512 unlock_mapping:
2513         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2514         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2515                 folio_put(folio);
2516         return error;
2517 }
2518
2519 static int filemap_create_folio(struct file *file,
2520                 struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2521                 struct folio_batch *fbatch)
2522 {
2523         struct folio *folio;
2524         int error;
2525
2526         folio = filemap_alloc_folio(mapping_gfp_mask(mapping), 0);
2527         if (!folio)
2528                 return -ENOMEM;
2529
2530         /*
2531          * Protect against truncate / hole punch. Grabbing invalidate_lock
2532          * here assures we cannot instantiate and bring uptodate new
2533          * pagecache folios after evicting page cache during truncate
2534          * and before actually freeing blocks.  Note that we could
2535          * release invalidate_lock after inserting the folio into
2536          * the page cache as the locked folio would then be enough to
2537          * synchronize with hole punching. But there are code paths
2538          * such as filemap_update_page() filling in partially uptodate
2539          * pages or ->readpages() that need to hold invalidate_lock
2540          * while mapping blocks for IO so let's hold the lock here as
2541          * well to keep locking rules simple.
2542          */
2543         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2544         error = filemap_add_folio(mapping, folio, index,
2545                         mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2546         if (error == -EEXIST)
2547                 error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2548         if (error)
2549                 goto error;
2550
2551         error = filemap_read_folio(file, mapping, folio);
2552         if (error)
2553                 goto error;
2554
2555         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2556         folio_batch_add(fbatch, folio);
2557         return 0;
2558 error:
2559         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2560         folio_put(folio);
2561         return error;
2562 }
2563
2564 static int filemap_readahead(struct kiocb *iocb, struct file *file,
2565                 struct address_space *mapping, struct folio *folio,
2566                 pgoff_t last_index)
2567 {
2568         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, &file->f_ra, mapping, folio->index);
2569
2570         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2571                 return -EAGAIN;
2572         page_cache_async_ra(&ractl, folio, last_index - folio->index);
2573         return 0;
2574 }
2575
2576 static int filemap_get_pages(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2577                 struct folio_batch *fbatch)
2578 {
2579         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2580         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2581         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2582         pgoff_t index = iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT;
2583         pgoff_t last_index;
2584         struct folio *folio;
2585         int err = 0;
2586
2587         last_index = DIV_ROUND_UP(iocb->ki_pos + iter->count, PAGE_SIZE);
2588 retry:
2589         if (fatal_signal_pending(current))
2590                 return -EINTR;
2591
2592         filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, fbatch);
2593         if (!folio_batch_count(fbatch)) {
2594                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2595                         return -EAGAIN;
2596                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, filp, index,
2597                                 last_index - index);
2598                 filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, fbatch);
2599         }
2600         if (!folio_batch_count(fbatch)) {
2601                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2602                         return -EAGAIN;
2603                 err = filemap_create_folio(filp, mapping,
2604                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, fbatch);
2605                 if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2606                         goto retry;
2607                 return err;
2608         }
2609
2610         folio = fbatch->folios[folio_batch_count(fbatch) - 1];
2611         if (folio_test_readahead(folio)) {
2612                 err = filemap_readahead(iocb, filp, mapping, folio, last_index);
2613                 if (err)
2614                         goto err;
2615         }
2616         if (!folio_test_uptodate(folio)) {
2617                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) &&
2618                     folio_batch_count(fbatch) > 1)
2619                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2620                 err = filemap_update_page(iocb, mapping, iter, folio);
2621                 if (err)
2622                         goto err;
2623         }
2624
2625         return 0;
2626 err:
2627         if (err < 0)
2628                 folio_put(folio);
2629         if (likely(--fbatch->nr))
2630                 return 0;
2631         if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2632                 goto retry;
2633         return err;
2634 }
2635
2636 /**
2637  * filemap_read - Read data from the page cache.
2638  * @iocb: The iocb to read.
2639  * @iter: Destination for the data.
2640  * @already_read: Number of bytes already read by the caller.
2641  *
2642  * Copies data from the page cache.  If the data is not currently present,
2643  * uses the readahead and readpage address_space operations to fetch it.
2644  *
2645  * Return: Total number of bytes copied, including those already read by
2646  * the caller.  If an error happens before any bytes are copied, returns
2647  * a negative error number.
2648  */
2649 ssize_t filemap_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2650                 ssize_t already_read)
2651 {
2652         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2653         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2654         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2655         struct inode *inode = mapping->host;
2656         struct folio_batch fbatch;
2657         int i, error = 0;
2658         bool writably_mapped;
2659         loff_t isize, end_offset;
2660
2661         if (unlikely(iocb->ki_pos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2662                 return 0;
2663         if (unlikely(!iov_iter_count(iter)))
2664                 return 0;
2665
2666         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2667         folio_batch_init(&fbatch);
2668
2669         do {
2670                 cond_resched();
2671
2672                 /*
2673                  * If we've already successfully copied some data, then we
2674                  * can no longer safely return -EIOCBQUEUED. Hence mark
2675                  * an async read NOWAIT at that point.
2676                  */
2677                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) && already_read)
2678                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2679
2680                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= i_size_read(inode)))
2681                         break;
2682
2683                 error = filemap_get_pages(iocb, iter, &fbatch);
2684                 if (error < 0)
2685                         break;
2686
2687                 /*
2688                  * i_size must be checked after we know the pages are Uptodate.
2689                  *
2690                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2691                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2692                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2693                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2694                  */
2695                 isize = i_size_read(inode);
2696                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= isize))
2697                         goto put_folios;
2698                 end_offset = min_t(loff_t, isize, iocb->ki_pos + iter->count);
2699
2700                 /*
2701                  * Once we start copying data, we don't want to be touching any
2702                  * cachelines that might be contended:
2703                  */
2704                 writably_mapped = mapping_writably_mapped(mapping);
2705
2706                 /*
2707                  * When a sequential read accesses a page several times, only
2708                  * mark it as accessed the first time.
2709                  */
2710                 if (iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT !=
2711                     ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT)
2712                         folio_mark_accessed(fbatch.folios[0]);
2713
2714                 for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++) {
2715                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
2716                         size_t fsize = folio_size(folio);
2717                         size_t offset = iocb->ki_pos & (fsize - 1);
2718                         size_t bytes = min_t(loff_t, end_offset - iocb->ki_pos,
2719                                              fsize - offset);
2720                         size_t copied;
2721
2722                         if (end_offset < folio_pos(folio))
2723                                 break;
2724                         if (i > 0)
2725                                 folio_mark_accessed(folio);
2726                         /*
2727                          * If users can be writing to this folio using arbitrary
2728                          * virtual addresses, take care of potential aliasing
2729                          * before reading the folio on the kernel side.
2730                          */
2731                         if (writably_mapped)
2732                                 flush_dcache_folio(folio);
2733
2734                         copied = copy_folio_to_iter(folio, offset, bytes, iter);
2735
2736                         already_read += copied;
2737                         iocb->ki_pos += copied;
2738                         ra->prev_pos = iocb->ki_pos;
2739
2740                         if (copied < bytes) {
2741                                 error = -EFAULT;
2742                                 break;
2743                         }
2744                 }
2745 put_folios:
2746                 for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++)
2747                         folio_put(fbatch.folios[i]);
2748                 folio_batch_init(&fbatch);
2749         } while (iov_iter_count(iter) && iocb->ki_pos < isize && !error);
2750
2751         file_accessed(filp);
2752
2753         return already_read ? already_read : error;
2754 }
2755 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_read);
2756
2757 /**
2758  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2759  * @iocb:       kernel I/O control block
2760  * @iter:       destination for the data read
2761  *
2762  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2763  * that can use the page cache directly.
2764  *
2765  * The IOCB_NOWAIT flag in iocb->ki_flags indicates that -EAGAIN shall
2766  * be returned when no data can be read without waiting for I/O requests
2767  * to complete; it doesn't prevent readahead.
2768  *
2769  * The IOCB_NOIO flag in iocb->ki_flags indicates that no new I/O
2770  * requests shall be made for the read or for readahead.  When no data
2771  * can be read, -EAGAIN shall be returned.  When readahead would be
2772  * triggered, a partial, possibly empty read shall be returned.
2773  *
2774  * Return:
2775  * * number of bytes copied, even for partial reads
2776  * * negative error code (or 0 if IOCB_NOIO) if nothing was read
2777  */
2778 ssize_t
2779 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2780 {
2781         size_t count = iov_iter_count(iter);
2782         ssize_t retval = 0;
2783
2784         if (!count)
2785                 return 0; /* skip atime */
2786
2787         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2788                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2789                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2790                 struct inode *inode = mapping->host;
2791
2792                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2793                         if (filemap_range_needs_writeback(mapping, iocb->ki_pos,
2794                                                 iocb->ki_pos + count - 1))
2795                                 return -EAGAIN;
2796                 } else {
2797                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2798                                                 iocb->ki_pos,
2799                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2800                         if (retval < 0)
2801                                 return retval;
2802                 }
2803
2804                 file_accessed(file);
2805
2806                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2807                 if (retval >= 0) {
2808                         iocb->ki_pos += retval;
2809                         count -= retval;
2810                 }
2811                 if (retval != -EIOCBQUEUED)
2812                         iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2813
2814                 /*
2815                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2816                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2817                  * we've already read everything we wanted to, or if
2818                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2819                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2820                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2821                  * DAX files, so don't bother trying.
2822                  */
2823                 if (retval < 0 || !count || IS_DAX(inode))
2824                         return retval;
2825                 if (iocb->ki_pos >= i_size_read(inode))
2826                         return retval;
2827         }
2828
2829         return filemap_read(iocb, iter, retval);
2830 }
2831 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2832
2833 static inline loff_t folio_seek_hole_data(struct xa_state *xas,
2834                 struct address_space *mapping, struct folio *folio,
2835                 loff_t start, loff_t end, bool seek_data)
2836 {
2837         const struct address_space_operations *ops = mapping->a_ops;
2838         size_t offset, bsz = i_blocksize(mapping->host);
2839
2840         if (xa_is_value(folio) || folio_test_uptodate(folio))
2841                 return seek_data ? start : end;
2842         if (!ops->is_partially_uptodate)
2843                 return seek_data ? end : start;
2844
2845         xas_pause(xas);
2846         rcu_read_unlock();
2847         folio_lock(folio);
2848         if (unlikely(folio->mapping != mapping))
2849                 goto unlock;
2850
2851         offset = offset_in_folio(folio, start) & ~(bsz - 1);
2852
2853         do {
2854                 if (ops->is_partially_uptodate(&folio->page, offset, bsz) ==
2855                                                         seek_data)
2856                         break;
2857                 start = (start + bsz) & ~(bsz - 1);
2858                 offset += bsz;
2859         } while (offset < folio_size(folio));
2860 unlock:
2861         folio_unlock(folio);
2862         rcu_read_lock();
2863         return start;
2864 }
2865
2866 static inline size_t seek_folio_size(struct xa_state *xas, struct folio *folio)
2867 {
2868         if (xa_is_value(folio))
2869                 return PAGE_SIZE << xa_get_order(xas->xa, xas->xa_index);
2870         return folio_size(folio);
2871 }
2872
2873 /**
2874  * mapping_seek_hole_data - Seek for SEEK_DATA / SEEK_HOLE in the page cache.
2875  * @mapping: Address space to search.
2876  * @start: First byte to consider.
2877  * @end: Limit of search (exclusive).
2878  * @whence: Either SEEK_HOLE or SEEK_DATA.
2879  *
2880  * If the page cache knows which blocks contain holes and which blocks
2881  * contain data, your filesystem can use this function to implement
2882  * SEEK_HOLE and SEEK_DATA.  This is useful for filesystems which are
2883  * entirely memory-based such as tmpfs, and filesystems which support
2884  * unwritten extents.
2885  *
2886  * Return: The requested offset on success, or -ENXIO if @whence specifies
2887  * SEEK_DATA and there is no data after @start.  There is an implicit hole
2888  * after @end - 1, so SEEK_HOLE returns @end if all the bytes between @start
2889  * and @end contain data.
2890  */
2891 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *mapping, loff_t start,
2892                 loff_t end, int whence)
2893 {
2894         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start >> PAGE_SHIFT);
2895         pgoff_t max = (end - 1) >> PAGE_SHIFT;
2896         bool seek_data = (whence == SEEK_DATA);
2897         struct folio *folio;
2898
2899         if (end <= start)
2900                 return -ENXIO;
2901
2902         rcu_read_lock();
2903         while ((folio = find_get_entry(&xas, max, XA_PRESENT))) {
2904                 loff_t pos = (u64)xas.xa_index << PAGE_SHIFT;
2905                 size_t seek_size;
2906
2907                 if (start < pos) {
2908                         if (!seek_data)
2909                                 goto unlock;
2910                         start = pos;
2911                 }
2912
2913                 seek_size = seek_folio_size(&xas, folio);
2914                 pos = round_up((u64)pos + 1, seek_size);
2915                 start = folio_seek_hole_data(&xas, mapping, folio, start, pos,
2916                                 seek_data);
2917                 if (start < pos)
2918                         goto unlock;
2919                 if (start >= end)
2920                         break;
2921                 if (seek_size > PAGE_SIZE)
2922                         xas_set(&xas, pos >> PAGE_SHIFT);
2923                 if (!xa_is_value(folio))
2924                         folio_put(folio);
2925         }
2926         if (seek_data)
2927                 start = -ENXIO;
2928 unlock:
2929         rcu_read_unlock();
2930         if (folio && !xa_is_value(folio))
2931                 folio_put(folio);
2932         if (start > end)
2933                 return end;
2934         return start;
2935 }
2936
2937 #ifdef CONFIG_MMU
2938 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2939 /*
2940  * lock_folio_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_lock
2941  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2942  * @folio - the folio to lock.
2943  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2944  *
2945  * This works similar to lock_folio_or_retry in that it can drop the
2946  * mmap_lock.  It differs in that it actually returns the folio locked
2947  * if it returns 1 and 0 if it couldn't lock the folio.  If we did have
2948  * to drop the mmap_lock then fpin will point to the pinned file and
2949  * needs to be fput()'ed at a later point.
2950  */
2951 static int lock_folio_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct folio *folio,
2952                                      struct file **fpin)
2953 {
2954         if (folio_trylock(folio))
2955                 return 1;
2956
2957         /*
2958          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2959          * the mmap_lock still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2960          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2961          */
2962         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2963                 return 0;
2964
2965         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2966         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2967                 if (__folio_lock_killable(folio)) {
2968                         /*
2969                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_lock,
2970                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2971                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2972                          * mmap_lock here and return 0 if we don't have a fpin.
2973                          */
2974                         if (*fpin == NULL)
2975                                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
2976                         return 0;
2977                 }
2978         } else
2979                 __folio_lock(folio);
2980
2981         return 1;
2982 }
2983
2984 /*
2985  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2986  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2987  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2988  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2989  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2990  */
2991 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2992 {
2993         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2994         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2995         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2996         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, vmf->pgoff);
2997         struct file *fpin = NULL;
2998         unsigned int mmap_miss;
2999
3000         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
3001         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
3002                 return fpin;
3003         if (!ra->ra_pages)
3004                 return fpin;
3005
3006         if (vmf->vma->vm_flags & VM_SEQ_READ) {
3007                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3008                 page_cache_sync_ra(&ractl, ra->ra_pages);
3009                 return fpin;
3010         }
3011
3012         /* Avoid banging the cache line if not needed */
3013         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3014         if (mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
3015                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, ++mmap_miss);
3016
3017         /*
3018          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
3019          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
3020          */
3021         if (mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
3022                 return fpin;
3023
3024         /*
3025          * mmap read-around
3026          */
3027         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3028         ra->start = max_t(long, 0, vmf->pgoff - ra->ra_pages / 2);
3029         ra->size = ra->ra_pages;
3030         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
3031         ractl._index = ra->start;
3032         do_page_cache_ra(&ractl, ra->size, ra->async_size);
3033         return fpin;
3034 }
3035
3036 /*
3037  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
3038  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
3039  * was pinned if we have to drop the mmap_lock in order to do IO.
3040  */
3041 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
3042                                             struct folio *folio)
3043 {
3044         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3045         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
3046         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, file->f_mapping, vmf->pgoff);
3047         struct file *fpin = NULL;
3048         unsigned int mmap_miss;
3049
3050         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
3051         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ || !ra->ra_pages)
3052                 return fpin;
3053
3054         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3055         if (mmap_miss)
3056                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, --mmap_miss);
3057
3058         if (folio_test_readahead(folio)) {
3059                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3060                 page_cache_async_ra(&ractl, folio, ra->ra_pages);
3061         }
3062         return fpin;
3063 }
3064
3065 /**
3066  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
3067  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
3068  *
3069  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
3070  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
3071  *
3072  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
3073  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
3074  * having a lot of duplicated code.
3075  *
3076  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held on entry.
3077  *
3078  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_lock
3079  * may be dropped before doing I/O or by lock_folio_maybe_drop_mmap().
3080  *
3081  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_lock
3082  * has not been released.
3083  *
3084  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
3085  *
3086  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
3087  */
3088 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
3089 {
3090         int error;
3091         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3092         struct file *fpin = NULL;
3093         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3094         struct inode *inode = mapping->host;
3095         pgoff_t max_idx, index = vmf->pgoff;
3096         struct folio *folio;
3097         vm_fault_t ret = 0;
3098         bool mapping_locked = false;
3099
3100         max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3101         if (unlikely(index >= max_idx))
3102                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3103
3104         /*
3105          * Do we have something in the page cache already?
3106          */
3107         folio = filemap_get_folio(mapping, index);
3108         if (likely(folio)) {
3109                 /*
3110                  * We found the page, so try async readahead before waiting for
3111                  * the lock.
3112                  */
3113                 if (!(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED))
3114                         fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, folio);
3115                 if (unlikely(!folio_test_uptodate(folio))) {
3116                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3117                         mapping_locked = true;
3118                 }
3119         } else {
3120                 /* No page in the page cache at all */
3121                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
3122                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
3123                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
3124                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
3125 retry_find:
3126                 /*
3127                  * See comment in filemap_create_folio() why we need
3128                  * invalidate_lock
3129                  */
3130                 if (!mapping_locked) {
3131                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3132                         mapping_locked = true;
3133                 }
3134                 folio = __filemap_get_folio(mapping, index,
3135                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
3136                                           vmf->gfp_mask);
3137                 if (!folio) {
3138                         if (fpin)
3139                                 goto out_retry;
3140                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3141                         return VM_FAULT_OOM;
3142                 }
3143         }
3144
3145         if (!lock_folio_maybe_drop_mmap(vmf, folio, &fpin))
3146                 goto out_retry;
3147
3148         /* Did it get truncated? */
3149         if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
3150                 folio_unlock(folio);
3151                 folio_put(folio);
3152                 goto retry_find;
3153         }
3154         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, index), folio);
3155
3156         /*
3157          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
3158          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
3159          */
3160         if (unlikely(!folio_test_uptodate(folio))) {
3161                 /*
3162                  * The page was in cache and uptodate and now it is not.
3163                  * Strange but possible since we didn't hold the page lock all
3164                  * the time. Let's drop everything get the invalidate lock and
3165                  * try again.
3166                  */
3167                 if (!mapping_locked) {
3168                         folio_unlock(folio);
3169                         folio_put(folio);
3170                         goto retry_find;
3171                 }
3172                 goto page_not_uptodate;
3173         }
3174
3175         /*
3176          * We've made it this far and we had to drop our mmap_lock, now is the
3177          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
3178          * redo the fault.
3179          */
3180         if (fpin) {
3181                 folio_unlock(folio);
3182                 goto out_retry;
3183         }
3184         if (mapping_locked)
3185                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3186
3187         /*
3188          * Found the page and have a reference on it.
3189          * We must recheck i_size under page lock.
3190          */
3191         max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3192         if (unlikely(index >= max_idx)) {
3193                 folio_unlock(folio);
3194                 folio_put(folio);
3195                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3196         }
3197
3198         vmf->page = folio_file_page(folio, index);
3199         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
3200
3201 page_not_uptodate:
3202         /*
3203          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
3204          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
3205          * because there really aren't any performance issues here
3206          * and we need to check for errors.
3207          */
3208         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3209         error = filemap_read_folio(file, mapping, folio);
3210         if (fpin)
3211                 goto out_retry;
3212         folio_put(folio);
3213
3214         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
3215                 goto retry_find;
3216         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3217
3218         return VM_FAULT_SIGBUS;
3219
3220 out_retry:
3221         /*
3222          * We dropped the mmap_lock, we need to return to the fault handler to
3223          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
3224          * page.
3225          */
3226         if (folio)
3227                 folio_put(folio);
3228         if (mapping_locked)
3229                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3230         if (fpin)
3231                 fput(fpin);
3232         return ret | VM_FAULT_RETRY;
3233 }
3234 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
3235
3236 static bool filemap_map_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page)
3237 {
3238         struct mm_struct *mm = vmf->vma->vm_mm;
3239
3240         /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
3241         if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd)) {
3242                 unlock_page(page);
3243                 put_page(page);
3244                 return true;
3245         }
3246
3247         if (pmd_none(*vmf->pmd) && PageTransHuge(page)) {
3248                 vm_fault_t ret = do_set_pmd(vmf, page);
3249                 if (!ret) {
3250                         /* The page is mapped successfully, reference consumed. */
3251                         unlock_page(page);
3252                         return true;
3253                 }
3254         }
3255
3256         if (pmd_none(*vmf->pmd))
3257                 pmd_install(mm, vmf->pmd, &vmf->prealloc_pte);
3258
3259         /* See comment in handle_pte_fault() */
3260         if (pmd_devmap_trans_unstable(vmf->pmd)) {
3261                 unlock_page(page);
3262                 put_page(page);
3263                 return true;
3264         }
3265
3266         return false;
3267 }
3268
3269 static struct folio *next_uptodate_page(struct folio *folio,
3270                                        struct address_space *mapping,
3271                                        struct xa_state *xas, pgoff_t end_pgoff)
3272 {
3273         unsigned long max_idx;
3274
3275         do {
3276                 if (!folio)
3277                         return NULL;
3278                 if (xas_retry(xas, folio))
3279                         continue;
3280                 if (xa_is_value(folio))
3281                         continue;
3282                 if (folio_test_locked(folio))
3283                         continue;
3284                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
3285                         continue;
3286                 /* Has the page moved or been split? */
3287                 if (unlikely(folio != xas_reload(xas)))
3288                         goto skip;
3289                 if (!folio_test_uptodate(folio) || folio_test_readahead(folio))
3290                         goto skip;
3291                 if (!folio_trylock(folio))
3292                         goto skip;
3293                 if (folio->mapping != mapping)
3294                         goto unlock;
3295                 if (!folio_test_uptodate(folio))
3296                         goto unlock;
3297                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
3298                 if (xas->xa_index >= max_idx)
3299                         goto unlock;
3300                 return folio;
3301 unlock:
3302                 folio_unlock(folio);
3303 skip:
3304                 folio_put(folio);
3305         } while ((folio = xas_next_entry(xas, end_pgoff)) != NULL);
3306
3307         return NULL;
3308 }
3309
3310 static inline struct folio *first_map_page(struct address_space *mapping,
3311                                           struct xa_state *xas,
3312                                           pgoff_t end_pgoff)
3313 {
3314         return next_uptodate_page(xas_find(xas, end_pgoff),
3315                                   mapping, xas, end_pgoff);
3316 }
3317
3318 static inline struct folio *next_map_page(struct address_space *mapping,
3319                                          struct xa_state *xas,
3320                                          pgoff_t end_pgoff)
3321 {
3322         return next_uptodate_page(xas_next_entry(xas, end_pgoff),
3323                                   mapping, xas, end_pgoff);
3324 }
3325
3326 vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3327                              pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
3328 {
3329         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
3330         struct file *file = vma->vm_file;
3331         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3332         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
3333         unsigned long addr;
3334         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
3335         struct folio *folio;
3336         struct page *page;
3337         unsigned int mmap_miss = READ_ONCE(file->f_ra.mmap_miss);
3338         vm_fault_t ret = 0;
3339
3340         rcu_read_lock();
3341         folio = first_map_page(mapping, &xas, end_pgoff);
3342         if (!folio)
3343                 goto out;
3344
3345         if (filemap_map_pmd(vmf, &folio->page)) {
3346                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3347                 goto out;
3348         }
3349
3350         addr = vma->vm_start + ((start_pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
3351         vmf->pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, vmf->pmd, addr, &vmf->ptl);
3352         do {
3353 again:
3354                 page = folio_file_page(folio, xas.xa_index);
3355                 if (PageHWPoison(page))
3356                         goto unlock;
3357
3358                 if (mmap_miss > 0)
3359                         mmap_miss--;
3360
3361                 addr += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
3362                 vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
3363                 last_pgoff = xas.xa_index;
3364
3365                 if (!pte_none(*vmf->pte))
3366                         goto unlock;
3367
3368                 /* We're about to handle the fault */
3369                 if (vmf->address == addr)
3370                         ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3371
3372                 do_set_pte(vmf, page, addr);
3373                 /* no need to invalidate: a not-present page won't be cached */
3374                 update_mmu_cache(vma, addr, vmf->pte);
3375                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, end_pgoff)) {
3376                         xas.xa_index++;
3377                         folio_ref_inc(folio);
3378                         goto again;
3379                 }
3380                 folio_unlock(folio);
3381                 continue;
3382 unlock:
3383                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, end_pgoff)) {
3384                         xas.xa_index++;
3385                         goto again;
3386                 }
3387                 folio_unlock(folio);
3388                 folio_put(folio);
3389         } while ((folio = next_map_page(mapping, &xas, end_pgoff)) != NULL);
3390         pte_unmap_unlock(vmf->pte, vmf->ptl);
3391 out:
3392         rcu_read_unlock();
3393         WRITE_ONCE(file->f_ra.mmap_miss, mmap_miss);
3394         return ret;
3395 }
3396 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
3397
3398 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3399 {
3400         struct address_space *mapping = vmf->vma->vm_file->f_mapping;
3401         struct folio *folio = page_folio(vmf->page);
3402         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
3403
3404         sb_start_pagefault(mapping->host->i_sb);
3405         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
3406         folio_lock(folio);
3407         if (folio->mapping != mapping) {
3408                 folio_unlock(folio);
3409                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3410                 goto out;
3411         }
3412         /*
3413          * We mark the folio dirty already here so that when freeze is in
3414          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
3415          * see the dirty folio and writeprotect it again.
3416          */
3417         folio_mark_dirty(folio);
3418         folio_wait_stable(folio);
3419 out:
3420         sb_end_pagefault(mapping->host->i_sb);
3421         return ret;
3422 }
3423
3424 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
3425         .fault          = filemap_fault,
3426         .map_pages      = filemap_map_pages,
3427         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
3428 };
3429
3430 /* This is used for a general mmap of a disk file */
3431
3432 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3433 {
3434         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3435
3436         if (!mapping->a_ops->readpage)
3437                 return -ENOEXEC;
3438         file_accessed(file);
3439         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
3440         return 0;
3441 }
3442
3443 /*
3444  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
3445  */
3446 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3447 {
3448         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
3449                 return -EINVAL;
3450         return generic_file_mmap(file, vma);
3451 }
3452 #else
3453 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3454 {
3455         return VM_FAULT_SIGBUS;
3456 }
3457 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3458 {
3459         return -ENOSYS;
3460 }
3461 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3462 {
3463         return -ENOSYS;
3464 }
3465 #endif /* CONFIG_MMU */
3466
3467 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
3468 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
3469 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
3470
3471 static struct folio *do_read_cache_folio(struct address_space *mapping,
3472                 pgoff_t index, filler_t filler, void *data, gfp_t gfp)
3473 {
3474         struct folio *folio;
3475         int err;
3476 repeat:
3477         folio = filemap_get_folio(mapping, index);
3478         if (!folio) {
3479                 folio = filemap_alloc_folio(gfp, 0);
3480                 if (!folio)
3481                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3482                 err = filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp);
3483                 if (unlikely(err)) {
3484                         folio_put(folio);
3485                         if (err == -EEXIST)
3486                                 goto repeat;
3487                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
3488                         return ERR_PTR(err);
3489                 }
3490
3491 filler:
3492                 if (filler)
3493                         err = filler(data, &folio->page);
3494                 else
3495                         err = mapping->a_ops->readpage(data, &folio->page);
3496
3497                 if (err < 0) {
3498                         folio_put(folio);
3499                         return ERR_PTR(err);
3500                 }
3501
3502                 folio_wait_locked(folio);
3503                 if (!folio_test_uptodate(folio)) {
3504                         folio_put(folio);
3505                         return ERR_PTR(-EIO);
3506                 }
3507
3508                 goto out;
3509         }
3510         if (folio_test_uptodate(folio))
3511                 goto out;
3512
3513         if (!folio_trylock(folio)) {
3514                 folio_put_wait_locked(folio, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3515                 goto repeat;
3516         }
3517
3518         /* Folio was truncated from mapping */
3519         if (!folio->mapping) {
3520                 folio_unlock(folio);
3521                 folio_put(folio);
3522                 goto repeat;
3523         }
3524
3525         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
3526         if (folio_test_uptodate(folio)) {
3527                 folio_unlock(folio);
3528                 goto out;
3529         }
3530
3531         /*
3532          * A previous I/O error may have been due to temporary
3533          * failures.
3534          * Clear page error before actual read, PG_error will be
3535          * set again if read page fails.
3536          */
3537         folio_clear_error(folio);
3538         goto filler;
3539
3540 out:
3541         folio_mark_accessed(folio);
3542         return folio;
3543 }
3544
3545 /**
3546  * read_cache_folio - read into page cache, fill it if needed
3547  * @mapping:    the page's address_space
3548  * @index:      the page index
3549  * @filler:     function to perform the read
3550  * @data:       first arg to filler(data, page) function, often left as NULL
3551  *
3552  * Read into the page cache. If a page already exists, and PageUptodate() is
3553  * not set, try to fill the page and wait for it to become unlocked.
3554  *
3555  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3556  *
3557  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3558  *
3559  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3560  */
3561 struct folio *read_cache_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
3562                 filler_t filler, void *data)
3563 {
3564         return do_read_cache_folio(mapping, index, filler, data,
3565                         mapping_gfp_mask(mapping));
3566 }
3567 EXPORT_SYMBOL(read_cache_folio);
3568
3569 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
3570                 pgoff_t index, filler_t *filler, void *data, gfp_t gfp)
3571 {
3572         struct folio *folio;
3573
3574         folio = do_read_cache_folio(mapping, index, filler, data, gfp);
3575         if (IS_ERR(folio))
3576                 return &folio->page;
3577         return folio_file_page(folio, index);
3578 }
3579
3580 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
3581                                 pgoff_t index, filler_t *filler, void *data)
3582 {
3583         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, data,
3584                         mapping_gfp_mask(mapping));
3585 }
3586 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
3587
3588 /**
3589  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
3590  * @mapping:    the page's address_space
3591  * @index:      the page index
3592  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
3593  *
3594  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
3595  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
3596  *
3597  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3598  *
3599  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3600  *
3601  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3602  */
3603 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
3604                                 pgoff_t index,
3605                                 gfp_t gfp)
3606 {
3607         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
3608 }
3609 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
3610
3611 int pagecache_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
3612                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
3613                                 struct page **pagep, void **fsdata)
3614 {
3615         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3616
3617         return aops->write_begin(file, mapping, pos, len, flags,
3618                                                         pagep, fsdata);
3619 }
3620 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_begin);
3621
3622 int pagecache_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
3623                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
3624                                 struct page *page, void *fsdata)
3625 {
3626         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3627
3628         return aops->write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
3629 }
3630 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_end);
3631
3632 /*
3633  * Warn about a page cache invalidation failure during a direct I/O write.
3634  */
3635 void dio_warn_stale_pagecache(struct file *filp)
3636 {
3637         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, 86400 * HZ, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3638         char pathname[128];
3639         char *path;
3640
3641         errseq_set(&filp->f_mapping->wb_err, -EIO);
3642         if (__ratelimit(&_rs)) {
3643                 path = file_path(filp, pathname, sizeof(pathname));
3644                 if (IS_ERR(path))
3645                         path = "(unknown)";
3646                 pr_crit("Page cache invalidation failure on direct I/O.  Possible data corruption due to collision with buffered I/O!\n");
3647                 pr_crit("File: %s PID: %d Comm: %.20s\n", path, current->pid,
3648                         current->comm);
3649         }
3650 }
3651
3652 ssize_t
3653 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3654 {
3655         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3656         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3657         struct inode    *inode = mapping->host;
3658         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3659         ssize_t         written;
3660         size_t          write_len;
3661         pgoff_t         end;
3662
3663         write_len = iov_iter_count(from);
3664         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3665
3666         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3667                 /* If there are pages to writeback, return */
3668                 if (filemap_range_has_page(file->f_mapping, pos,
3669                                            pos + write_len - 1))
3670                         return -EAGAIN;
3671         } else {
3672                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3673                                                         pos + write_len - 1);
3674                 if (written)
3675                         goto out;
3676         }
3677
3678         /*
3679          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3680          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3681          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3682          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3683          */
3684         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3685                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3686         /*
3687          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3688          * to buffered write.
3689          */
3690         if (written) {
3691                 if (written == -EBUSY)
3692                         return 0;
3693                 goto out;
3694         }
3695
3696         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3697
3698         /*
3699          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3700          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3701          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3702          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3703          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3704          * fails, tough, the write still worked...
3705          *
3706          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3707          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3708          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3709          * them by removing it completely.
3710          *
3711          * Noticeable example is a blkdev_direct_IO().
3712          *
3713          * Skip invalidation for async writes or if mapping has no pages.
3714          */
3715         if (written > 0 && mapping->nrpages &&
3716             invalidate_inode_pages2_range(mapping, pos >> PAGE_SHIFT, end))
3717                 dio_warn_stale_pagecache(file);
3718
3719         if (written > 0) {
3720                 pos += written;
3721                 write_len -= written;
3722                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3723                         i_size_write(inode, pos);
3724                         mark_inode_dirty(inode);
3725                 }
3726                 iocb->ki_pos = pos;
3727         }
3728         if (written != -EIOCBQUEUED)
3729                 iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3730 out:
3731         return written;
3732 }
3733 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3734
3735 ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
3736                                 struct iov_iter *i, loff_t pos)
3737 {
3738         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3739         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3740         long status = 0;
3741         ssize_t written = 0;
3742         unsigned int flags = 0;
3743
3744         do {
3745                 struct page *page;
3746                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3747                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3748                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3749                 void *fsdata;
3750
3751                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3752                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3753                                                 iov_iter_count(i));
3754
3755 again:
3756                 /*
3757                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3758                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3759                  * same page as we're writing to, without it being marked
3760                  * up-to-date.
3761                  */
3762                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes))) {
3763                         status = -EFAULT;
3764                         break;
3765                 }
3766
3767                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3768                         status = -EINTR;
3769                         break;
3770                 }
3771
3772                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
3773                                                 &page, &fsdata);
3774                 if (unlikely(status < 0))
3775                         break;
3776
3777                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3778                         flush_dcache_page(page);
3779
3780                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, bytes, i);
3781                 flush_dcache_page(page);
3782
3783                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3784                                                 page, fsdata);
3785                 if (unlikely(status != copied)) {
3786                         iov_iter_revert(i, copied - max(status, 0L));
3787                         if (unlikely(status < 0))
3788                                 break;
3789                 }
3790                 cond_resched();
3791
3792                 if (unlikely(status == 0)) {
3793                         /*
3794                          * A short copy made ->write_end() reject the
3795                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
3796                          * halfway through, might be a race with munmap,
3797                          * might be severe memory pressure.
3798                          */
3799                         if (copied)
3800                                 bytes = copied;
3801                         goto again;
3802                 }
3803                 pos += status;
3804                 written += status;
3805
3806                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3807         } while (iov_iter_count(i));
3808
3809         return written ? written : status;
3810 }
3811 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3812
3813 /**
3814  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3815  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3816  * @from:       iov_iter with data to write
3817  *
3818  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3819  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3820  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3821  * do direct IO or a standard buffered write.
3822  *
3823  * It expects i_rwsem to be grabbed unless we work on a block device or similar
3824  * object which does not need locking at all.
3825  *
3826  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3827  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3828  * avoid syncing under i_rwsem.
3829  *
3830  * Return:
3831  * * number of bytes written, even for truncated writes
3832  * * negative error code if no data has been written at all
3833  */
3834 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3835 {
3836         struct file *file = iocb->ki_filp;
3837         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3838         struct inode    *inode = mapping->host;
3839         ssize_t         written = 0;
3840         ssize_t         err;
3841         ssize_t         status;
3842
3843         /* We can write back this queue in page reclaim */
3844         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3845         err = file_remove_privs(file);
3846         if (err)
3847                 goto out;
3848
3849         err = file_update_time(file);
3850         if (err)
3851                 goto out;
3852
3853         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3854                 loff_t pos, endbyte;
3855
3856                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3857                 /*
3858                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3859                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3860                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3861                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3862                  * page-cache pages correctly).
3863                  */
3864                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3865                         goto out;
3866
3867                 status = generic_perform_write(file, from, pos = iocb->ki_pos);
3868                 /*
3869                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3870                  * then we want to return the number of bytes which were
3871                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3872                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3873                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3874                  */
3875                 if (unlikely(status < 0)) {
3876                         err = status;
3877                         goto out;
3878                 }
3879                 /*
3880                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3881                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3882                  * semantics.
3883                  */
3884                 endbyte = pos + status - 1;
3885                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3886                 if (err == 0) {
3887                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3888                         written += status;
3889                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3890                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3891                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3892                 } else {
3893                         /*
3894                          * We don't know how much we wrote, so just return
3895                          * the number of bytes which were direct-written
3896                          */
3897                 }
3898         } else {
3899                 written = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
3900                 if (likely(written > 0))
3901                         iocb->ki_pos += written;
3902         }
3903 out:
3904         current->backing_dev_info = NULL;
3905         return written ? written : err;
3906 }
3907 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3908
3909 /**
3910  * generic_file_write_iter - write data to a file
3911  * @iocb:       IO state structure
3912  * @from:       iov_iter with data to write
3913  *
3914  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3915  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3916  * and acquires i_rwsem as needed.
3917  * Return:
3918  * * negative error code if no data has been written at all of
3919  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3920  * * number of bytes written, even for truncated writes
3921  */
3922 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3923 {
3924         struct file *file = iocb->ki_filp;
3925         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3926         ssize_t ret;
3927
3928         inode_lock(inode);
3929         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3930         if (ret > 0)
3931                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3932         inode_unlock(inode);
3933
3934         if (ret > 0)
3935                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3936         return ret;
3937 }
3938 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3939
3940 /**
3941  * filemap_release_folio() - Release fs-specific metadata on a folio.
3942  * @folio: The folio which the kernel is trying to free.
3943  * @gfp: Memory allocation flags (and I/O mode).
3944  *
3945  * The address_space is trying to release any data attached to a folio
3946  * (presumably at folio->private).
3947  *
3948  * This will also be called if the private_2 flag is set on a page,
3949  * indicating that the folio has other metadata associated with it.
3950  *
3951  * The @gfp argument specifies whether I/O may be performed to release
3952  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block
3953  * (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3954  *
3955  * Return: %true if the release was successful, otherwise %false.
3956  */
3957 bool filemap_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp)
3958 {
3959         struct address_space * const mapping = folio->mapping;
3960
3961         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
3962         if (folio_test_writeback(folio))
3963                 return false;
3964
3965         if (mapping && mapping->a_ops->releasepage)
3966                 return mapping->a_ops->releasepage(&folio->page, gfp);
3967         return try_to_free_buffers(&folio->page);
3968 }
3969 EXPORT_SYMBOL(filemap_release_folio);