Merge tag 'asoc-v5.4-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/broonie...
[linux-2.6-block.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/mman.h>
25 #include <linux/pagemap.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/error-injection.h>
29 #include <linux/hash.h>
30 #include <linux/writeback.h>
31 #include <linux/backing-dev.h>
32 #include <linux/pagevec.h>
33 #include <linux/blkdev.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/cleancache.h>
39 #include <linux/shmem_fs.h>
40 #include <linux/rmap.h>
41 #include <linux/delayacct.h>
42 #include <linux/psi.h>
43 #include "internal.h"
44
45 #define CREATE_TRACE_POINTS
46 #include <trace/events/filemap.h>
47
48 /*
49  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
50  */
51 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
52
53 #include <asm/mman.h>
54
55 /*
56  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
57  * though.
58  *
59  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
60  *
61  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
62  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
63  *
64  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
65  */
66
67 /*
68  * Lock ordering:
69  *
70  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
71  *    ->private_lock            (__free_pte->__set_page_dirty_buffers)
72  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
73  *        ->i_pages lock
74  *
75  *  ->i_mutex
76  *    ->i_mmap_rwsem            (truncate->unmap_mapping_range)
77  *
78  *  ->mmap_sem
79  *    ->i_mmap_rwsem
80  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
81  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
82  *
83  *  ->mmap_sem
84  *    ->lock_page               (access_process_vm)
85  *
86  *  ->i_mutex                   (generic_perform_write)
87  *    ->mmap_sem                (fault_in_pages_readable->do_page_fault)
88  *
89  *  bdi->wb.list_lock
90  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
91  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
92  *
93  *  ->i_mmap_rwsem
94  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
95  *
96  *  ->anon_vma.lock
97  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
98  *
99  *  ->page_table_lock or pte_lock
100  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
101  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
102  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
103  *    ->pgdat->lru_lock         (follow_page->mark_page_accessed)
104  *    ->pgdat->lru_lock         (check_pte_range->isolate_lru_page)
105  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
106  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
107  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
108  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
109  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
110  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
111  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
112  *    ->private_lock            (zap_pte_range->__set_page_dirty_buffers)
113  *
114  * ->i_mmap_rwsem
115  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
116  */
117
118 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
119                                    struct page *page, void *shadow)
120 {
121         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, page->index);
122         unsigned int nr = 1;
123
124         mapping_set_update(&xas, mapping);
125
126         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
127         if (!PageHuge(page)) {
128                 xas_set_order(&xas, page->index, compound_order(page));
129                 nr = 1U << compound_order(page);
130         }
131
132         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
133         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
134         VM_BUG_ON_PAGE(nr != 1 && shadow, page);
135
136         xas_store(&xas, shadow);
137         xas_init_marks(&xas);
138
139         page->mapping = NULL;
140         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
141
142         if (shadow) {
143                 mapping->nrexceptional += nr;
144                 /*
145                  * Make sure the nrexceptional update is committed before
146                  * the nrpages update so that final truncate racing
147                  * with reclaim does not see both counters 0 at the
148                  * same time and miss a shadow entry.
149                  */
150                 smp_wmb();
151         }
152         mapping->nrpages -= nr;
153 }
154
155 static void unaccount_page_cache_page(struct address_space *mapping,
156                                       struct page *page)
157 {
158         int nr;
159
160         /*
161          * if we're uptodate, flush out into the cleancache, otherwise
162          * invalidate any existing cleancache entries.  We can't leave
163          * stale data around in the cleancache once our page is gone
164          */
165         if (PageUptodate(page) && PageMappedToDisk(page))
166                 cleancache_put_page(page);
167         else
168                 cleancache_invalidate_page(mapping, page);
169
170         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
171         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
172         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(page_mapped(page))) {
173                 int mapcount;
174
175                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
176                          current->comm, page_to_pfn(page));
177                 dump_page(page, "still mapped when deleted");
178                 dump_stack();
179                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
180
181                 mapcount = page_mapcount(page);
182                 if (mapping_exiting(mapping) &&
183                     page_count(page) >= mapcount + 2) {
184                         /*
185                          * All vmas have already been torn down, so it's
186                          * a good bet that actually the page is unmapped,
187                          * and we'd prefer not to leak it: if we're wrong,
188                          * some other bad page check should catch it later.
189                          */
190                         page_mapcount_reset(page);
191                         page_ref_sub(page, mapcount);
192                 }
193         }
194
195         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
196         if (PageHuge(page))
197                 return;
198
199         nr = hpage_nr_pages(page);
200
201         __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FILE_PAGES, -nr);
202         if (PageSwapBacked(page)) {
203                 __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SHMEM, -nr);
204                 if (PageTransHuge(page))
205                         __dec_node_page_state(page, NR_SHMEM_THPS);
206         } else {
207                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
208         }
209
210         /*
211          * At this point page must be either written or cleaned by
212          * truncate.  Dirty page here signals a bug and loss of
213          * unwritten data.
214          *
215          * This fixes dirty accounting after removing the page entirely
216          * but leaves PageDirty set: it has no effect for truncated
217          * page and anyway will be cleared before returning page into
218          * buddy allocator.
219          */
220         if (WARN_ON_ONCE(PageDirty(page)))
221                 account_page_cleaned(page, mapping, inode_to_wb(mapping->host));
222 }
223
224 /*
225  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
226  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
227  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
228  */
229 void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow)
230 {
231         struct address_space *mapping = page->mapping;
232
233         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(page);
234
235         unaccount_page_cache_page(mapping, page);
236         page_cache_delete(mapping, page, shadow);
237 }
238
239 static void page_cache_free_page(struct address_space *mapping,
240                                 struct page *page)
241 {
242         void (*freepage)(struct page *);
243
244         freepage = mapping->a_ops->freepage;
245         if (freepage)
246                 freepage(page);
247
248         if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page)) {
249                 page_ref_sub(page, HPAGE_PMD_NR);
250                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) <= 0, page);
251         } else {
252                 put_page(page);
253         }
254 }
255
256 /**
257  * delete_from_page_cache - delete page from page cache
258  * @page: the page which the kernel is trying to remove from page cache
259  *
260  * This must be called only on pages that have been verified to be in the page
261  * cache and locked.  It will never put the page into the free list, the caller
262  * has a reference on the page.
263  */
264 void delete_from_page_cache(struct page *page)
265 {
266         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
267         unsigned long flags;
268
269         BUG_ON(!PageLocked(page));
270         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
271         __delete_from_page_cache(page, NULL);
272         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
273
274         page_cache_free_page(mapping, page);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(delete_from_page_cache);
277
278 /*
279  * page_cache_delete_batch - delete several pages from page cache
280  * @mapping: the mapping to which pages belong
281  * @pvec: pagevec with pages to delete
282  *
283  * The function walks over mapping->i_pages and removes pages passed in @pvec
284  * from the mapping. The function expects @pvec to be sorted by page index.
285  * It tolerates holes in @pvec (mapping entries at those indices are not
286  * modified). The function expects only THP head pages to be present in the
287  * @pvec and takes care to delete all corresponding tail pages from the
288  * mapping as well.
289  *
290  * The function expects the i_pages lock to be held.
291  */
292 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
293                              struct pagevec *pvec)
294 {
295         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, pvec->pages[0]->index);
296         int total_pages = 0;
297         int i = 0, tail_pages = 0;
298         struct page *page;
299
300         mapping_set_update(&xas, mapping);
301         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
302                 if (i >= pagevec_count(pvec) && !tail_pages)
303                         break;
304                 if (xa_is_value(page))
305                         continue;
306                 if (!tail_pages) {
307                         /*
308                          * Some page got inserted in our range? Skip it. We
309                          * have our pages locked so they are protected from
310                          * being removed.
311                          */
312                         if (page != pvec->pages[i]) {
313                                 VM_BUG_ON_PAGE(page->index >
314                                                 pvec->pages[i]->index, page);
315                                 continue;
316                         }
317                         WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
318                         if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page))
319                                 tail_pages = HPAGE_PMD_NR - 1;
320                         page->mapping = NULL;
321                         /*
322                          * Leave page->index set: truncation lookup relies
323                          * upon it
324                          */
325                         i++;
326                 } else {
327                         VM_BUG_ON_PAGE(page->index + HPAGE_PMD_NR - tail_pages
328                                         != pvec->pages[i]->index, page);
329                         tail_pages--;
330                 }
331                 xas_store(&xas, NULL);
332                 total_pages++;
333         }
334         mapping->nrpages -= total_pages;
335 }
336
337 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
338                                   struct pagevec *pvec)
339 {
340         int i;
341         unsigned long flags;
342
343         if (!pagevec_count(pvec))
344                 return;
345
346         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
347         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
348                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(pvec->pages[i]);
349
350                 unaccount_page_cache_page(mapping, pvec->pages[i]);
351         }
352         page_cache_delete_batch(mapping, pvec);
353         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
354
355         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++)
356                 page_cache_free_page(mapping, pvec->pages[i]);
357 }
358
359 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
360 {
361         int ret = 0;
362         /* Check for outstanding write errors */
363         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
364             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
365                 ret = -ENOSPC;
366         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
367             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
368                 ret = -EIO;
369         return ret;
370 }
371 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
372
373 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
374 {
375         /* Check for outstanding write errors */
376         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
377                 return -EIO;
378         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
379                 return -ENOSPC;
380         return 0;
381 }
382
383 /**
384  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
385  * @mapping:    address space structure to write
386  * @start:      offset in bytes where the range starts
387  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
388  * @sync_mode:  enable synchronous operation
389  *
390  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
391  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
392  *
393  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
394  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
395  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
396  * be waited upon, and not just skipped over.
397  *
398  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
399  */
400 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
401                                 loff_t end, int sync_mode)
402 {
403         int ret;
404         struct writeback_control wbc = {
405                 .sync_mode = sync_mode,
406                 .nr_to_write = LONG_MAX,
407                 .range_start = start,
408                 .range_end = end,
409         };
410
411         if (!mapping_cap_writeback_dirty(mapping))
412                 return 0;
413
414         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, mapping->host);
415         ret = do_writepages(mapping, &wbc);
416         wbc_detach_inode(&wbc);
417         return ret;
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 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
621 {
622         return (!dax_mapping(mapping) && mapping->nrpages) ||
623             (dax_mapping(mapping) && mapping->nrexceptional);
624 }
625
626 int filemap_write_and_wait(struct address_space *mapping)
627 {
628         int err = 0;
629
630         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
631                 err = filemap_fdatawrite(mapping);
632                 /*
633                  * Even if the above returned error, the pages may be
634                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
635                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
636                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
637                  */
638                 if (err != -EIO) {
639                         int err2 = filemap_fdatawait(mapping);
640                         if (!err)
641                                 err = err2;
642                 } else {
643                         /* Clear any previously stored errors */
644                         filemap_check_errors(mapping);
645                 }
646         } else {
647                 err = filemap_check_errors(mapping);
648         }
649         return err;
650 }
651 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait);
652
653 /**
654  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
655  * @mapping:    the address_space for the pages
656  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
657  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
658  *
659  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
660  *
661  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
662  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
663  *
664  * Return: error status of the address space.
665  */
666 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
667                                  loff_t lstart, loff_t lend)
668 {
669         int err = 0;
670
671         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
672                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
673                                                  WB_SYNC_ALL);
674                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
675                 if (err != -EIO) {
676                         int err2 = filemap_fdatawait_range(mapping,
677                                                 lstart, lend);
678                         if (!err)
679                                 err = err2;
680                 } else {
681                         /* Clear any previously stored errors */
682                         filemap_check_errors(mapping);
683                 }
684         } else {
685                 err = filemap_check_errors(mapping);
686         }
687         return err;
688 }
689 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
690
691 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
692 {
693         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
694
695         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
696 }
697 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
698
699 /**
700  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
701  *                                 and advance wb_err to current one
702  * @file: struct file on which the error is being reported
703  *
704  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
705  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
706  * since the file was opened if there haven't been any).
707  *
708  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
709  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
710  *
711  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
712  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
713  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
714  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
715  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
716  *
717  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
718  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
719  * the latest value swapped in for this file descriptor.
720  *
721  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
722  */
723 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
724 {
725         int err = 0;
726         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
727         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
728
729         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
730         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
731                 /* Something changed, must use slow path */
732                 spin_lock(&file->f_lock);
733                 old = file->f_wb_err;
734                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
735                                                 &file->f_wb_err);
736                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
737                 spin_unlock(&file->f_lock);
738         }
739
740         /*
741          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
742          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
743          * that the legacy code would have had on these flags.
744          */
745         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
746         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
747         return err;
748 }
749 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
750
751 /**
752  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
753  * @file:       file pointing to address_space with pages
754  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
755  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
756  *
757  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
758  *
759  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
760  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
761  *
762  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
763  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
764  *
765  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
766  */
767 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
768 {
769         int err = 0, err2;
770         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
771
772         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
773                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
774                                                  WB_SYNC_ALL);
775                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
776                 if (err != -EIO)
777                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
778         }
779         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
780         if (!err)
781                 err = err2;
782         return err;
783 }
784 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
785
786 /**
787  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
788  * @old:        page to be replaced
789  * @new:        page to replace with
790  * @gfp_mask:   allocation mode
791  *
792  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
793  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
794  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
795  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
796  * caller must do that.
797  *
798  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
799  *
800  * Return: %0
801  */
802 int replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new, gfp_t gfp_mask)
803 {
804         struct address_space *mapping = old->mapping;
805         void (*freepage)(struct page *) = mapping->a_ops->freepage;
806         pgoff_t offset = old->index;
807         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
808         unsigned long flags;
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         xas_lock_irqsave(&xas, flags);
819         xas_store(&xas, new);
820
821         old->mapping = NULL;
822         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
823         if (!PageHuge(old))
824                 __dec_node_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
825         if (!PageHuge(new))
826                 __inc_node_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
827         if (PageSwapBacked(old))
828                 __dec_node_page_state(new, NR_SHMEM);
829         if (PageSwapBacked(new))
830                 __inc_node_page_state(new, NR_SHMEM);
831         xas_unlock_irqrestore(&xas, flags);
832         mem_cgroup_migrate(old, new);
833         if (freepage)
834                 freepage(old);
835         put_page(old);
836
837         return 0;
838 }
839 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
840
841 static int __add_to_page_cache_locked(struct page *page,
842                                       struct address_space *mapping,
843                                       pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask,
844                                       void **shadowp)
845 {
846         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
847         int huge = PageHuge(page);
848         struct mem_cgroup *memcg;
849         int error;
850         void *old;
851
852         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
853         VM_BUG_ON_PAGE(PageSwapBacked(page), page);
854         mapping_set_update(&xas, mapping);
855
856         if (!huge) {
857                 error = mem_cgroup_try_charge(page, current->mm,
858                                               gfp_mask, &memcg, false);
859                 if (error)
860                         return error;
861         }
862
863         get_page(page);
864         page->mapping = mapping;
865         page->index = offset;
866
867         do {
868                 xas_lock_irq(&xas);
869                 old = xas_load(&xas);
870                 if (old && !xa_is_value(old))
871                         xas_set_err(&xas, -EEXIST);
872                 xas_store(&xas, page);
873                 if (xas_error(&xas))
874                         goto unlock;
875
876                 if (xa_is_value(old)) {
877                         mapping->nrexceptional--;
878                         if (shadowp)
879                                 *shadowp = old;
880                 }
881                 mapping->nrpages++;
882
883                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
884                 if (!huge)
885                         __inc_node_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
886 unlock:
887                 xas_unlock_irq(&xas);
888         } while (xas_nomem(&xas, gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK));
889
890         if (xas_error(&xas))
891                 goto error;
892
893         if (!huge)
894                 mem_cgroup_commit_charge(page, memcg, false, false);
895         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(page);
896         return 0;
897 error:
898         page->mapping = NULL;
899         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
900         if (!huge)
901                 mem_cgroup_cancel_charge(page, memcg, false);
902         put_page(page);
903         return xas_error(&xas);
904 }
905 ALLOW_ERROR_INJECTION(__add_to_page_cache_locked, ERRNO);
906
907 /**
908  * add_to_page_cache_locked - add a locked page to the pagecache
909  * @page:       page to add
910  * @mapping:    the page's address_space
911  * @offset:     page index
912  * @gfp_mask:   page allocation mode
913  *
914  * This function is used to add a page to the pagecache. It must be locked.
915  * This function does not add the page to the LRU.  The caller must do that.
916  *
917  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
918  */
919 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
920                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
921 {
922         return __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
923                                           gfp_mask, NULL);
924 }
925 EXPORT_SYMBOL(add_to_page_cache_locked);
926
927 int add_to_page_cache_lru(struct page *page, struct address_space *mapping,
928                                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
929 {
930         void *shadow = NULL;
931         int ret;
932
933         __SetPageLocked(page);
934         ret = __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
935                                          gfp_mask, &shadow);
936         if (unlikely(ret))
937                 __ClearPageLocked(page);
938         else {
939                 /*
940                  * The page might have been evicted from cache only
941                  * recently, in which case it should be activated like
942                  * any other repeatedly accessed page.
943                  * The exception is pages getting rewritten; evicting other
944                  * data from the working set, only to cache data that will
945                  * get overwritten with something else, is a waste of memory.
946                  */
947                 WARN_ON_ONCE(PageActive(page));
948                 if (!(gfp_mask & __GFP_WRITE) && shadow)
949                         workingset_refault(page, shadow);
950                 lru_cache_add(page);
951         }
952         return ret;
953 }
954 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_to_page_cache_lru);
955
956 #ifdef CONFIG_NUMA
957 struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp)
958 {
959         int n;
960         struct page *page;
961
962         if (cpuset_do_page_mem_spread()) {
963                 unsigned int cpuset_mems_cookie;
964                 do {
965                         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
966                         n = cpuset_mem_spread_node();
967                         page = __alloc_pages_node(n, gfp, 0);
968                 } while (!page && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
969
970                 return page;
971         }
972         return alloc_pages(gfp, 0);
973 }
974 EXPORT_SYMBOL(__page_cache_alloc);
975 #endif
976
977 /*
978  * In order to wait for pages to become available there must be
979  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
980  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
981  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
982  * become available, and for the woken contexts to check to be
983  * sure the appropriate page became available, this saves space
984  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
985  * collisions.
986  */
987 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
988 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
989 static wait_queue_head_t page_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
990
991 static wait_queue_head_t *page_waitqueue(struct page *page)
992 {
993         return &page_wait_table[hash_ptr(page, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
994 }
995
996 void __init pagecache_init(void)
997 {
998         int i;
999
1000         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
1001                 init_waitqueue_head(&page_wait_table[i]);
1002
1003         page_writeback_init();
1004 }
1005
1006 /* This has the same layout as wait_bit_key - see fs/cachefiles/rdwr.c */
1007 struct wait_page_key {
1008         struct page *page;
1009         int bit_nr;
1010         int page_match;
1011 };
1012
1013 struct wait_page_queue {
1014         struct page *page;
1015         int bit_nr;
1016         wait_queue_entry_t wait;
1017 };
1018
1019 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1020 {
1021         struct wait_page_key *key = arg;
1022         struct wait_page_queue *wait_page
1023                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1024
1025         if (wait_page->page != key->page)
1026                return 0;
1027         key->page_match = 1;
1028
1029         if (wait_page->bit_nr != key->bit_nr)
1030                 return 0;
1031
1032         /*
1033          * Stop walking if it's locked.
1034          * Is this safe if put_and_wait_on_page_locked() is in use?
1035          * Yes: the waker must hold a reference to this page, and if PG_locked
1036          * has now already been set by another task, that task must also hold
1037          * a reference to the *same usage* of this page; so there is no need
1038          * to walk on to wake even the put_and_wait_on_page_locked() callers.
1039          */
1040         if (test_bit(key->bit_nr, &key->page->flags))
1041                 return -1;
1042
1043         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, key);
1044 }
1045
1046 static void wake_up_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1047 {
1048         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1049         struct wait_page_key key;
1050         unsigned long flags;
1051         wait_queue_entry_t bookmark;
1052
1053         key.page = page;
1054         key.bit_nr = bit_nr;
1055         key.page_match = 0;
1056
1057         bookmark.flags = 0;
1058         bookmark.private = NULL;
1059         bookmark.func = NULL;
1060         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1061
1062         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1063         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1064
1065         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1066                 /*
1067                  * Take a breather from holding the lock,
1068                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1069                  * to acquire the lock and remove themselves
1070                  * from wait queue
1071                  */
1072                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1073                 cpu_relax();
1074                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1075                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1076         }
1077
1078         /*
1079          * It is possible for other pages to have collided on the waitqueue
1080          * hash, so in that case check for a page match. That prevents a long-
1081          * term waiter
1082          *
1083          * It is still possible to miss a case here, when we woke page waiters
1084          * and removed them from the waitqueue, but there are still other
1085          * page waiters.
1086          */
1087         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match) {
1088                 ClearPageWaiters(page);
1089                 /*
1090                  * It's possible to miss clearing Waiters here, when we woke
1091                  * our page waiters, but the hashed waitqueue has waiters for
1092                  * other pages on it.
1093                  *
1094                  * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1095                  */
1096         }
1097         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1098 }
1099
1100 static void wake_up_page(struct page *page, int bit)
1101 {
1102         if (!PageWaiters(page))
1103                 return;
1104         wake_up_page_bit(page, bit);
1105 }
1106
1107 /*
1108  * A choice of three behaviors for wait_on_page_bit_common():
1109  */
1110 enum behavior {
1111         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1112                          * __lock_page() waiting on then setting PG_locked.
1113                          */
1114         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1115                          * wait_on_page_writeback() waiting on PG_writeback.
1116                          */
1117         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1118                          * like put_and_wait_on_page_locked() on PG_locked.
1119                          */
1120 };
1121
1122 static inline int wait_on_page_bit_common(wait_queue_head_t *q,
1123         struct page *page, int bit_nr, int state, enum behavior behavior)
1124 {
1125         struct wait_page_queue wait_page;
1126         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1127         bool bit_is_set;
1128         bool thrashing = false;
1129         bool delayacct = false;
1130         unsigned long pflags;
1131         int ret = 0;
1132
1133         if (bit_nr == PG_locked &&
1134             !PageUptodate(page) && PageWorkingset(page)) {
1135                 if (!PageSwapBacked(page)) {
1136                         delayacct_thrashing_start();
1137                         delayacct = true;
1138                 }
1139                 psi_memstall_enter(&pflags);
1140                 thrashing = true;
1141         }
1142
1143         init_wait(wait);
1144         wait->flags = behavior == EXCLUSIVE ? WQ_FLAG_EXCLUSIVE : 0;
1145         wait->func = wake_page_function;
1146         wait_page.page = page;
1147         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1148
1149         for (;;) {
1150                 spin_lock_irq(&q->lock);
1151
1152                 if (likely(list_empty(&wait->entry))) {
1153                         __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1154                         SetPageWaiters(page);
1155                 }
1156
1157                 set_current_state(state);
1158
1159                 spin_unlock_irq(&q->lock);
1160
1161                 bit_is_set = test_bit(bit_nr, &page->flags);
1162                 if (behavior == DROP)
1163                         put_page(page);
1164
1165                 if (likely(bit_is_set))
1166                         io_schedule();
1167
1168                 if (behavior == EXCLUSIVE) {
1169                         if (!test_and_set_bit_lock(bit_nr, &page->flags))
1170                                 break;
1171                 } else if (behavior == SHARED) {
1172                         if (!test_bit(bit_nr, &page->flags))
1173                                 break;
1174                 }
1175
1176                 if (signal_pending_state(state, current)) {
1177                         ret = -EINTR;
1178                         break;
1179                 }
1180
1181                 if (behavior == DROP) {
1182                         /*
1183                          * We can no longer safely access page->flags:
1184                          * even if CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE is not enabled,
1185                          * there is a risk of waiting forever on a page reused
1186                          * for something that keeps it locked indefinitely.
1187                          * But best check for -EINTR above before breaking.
1188                          */
1189                         break;
1190                 }
1191         }
1192
1193         finish_wait(q, wait);
1194
1195         if (thrashing) {
1196                 if (delayacct)
1197                         delayacct_thrashing_end();
1198                 psi_memstall_leave(&pflags);
1199         }
1200
1201         /*
1202          * A signal could leave PageWaiters set. Clearing it here if
1203          * !waitqueue_active would be possible (by open-coding finish_wait),
1204          * but still fail to catch it in the case of wait hash collision. We
1205          * already can fail to clear wait hash collision cases, so don't
1206          * bother with signals either.
1207          */
1208
1209         return ret;
1210 }
1211
1212 void wait_on_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1213 {
1214         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1215         wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1216 }
1217 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit);
1218
1219 int wait_on_page_bit_killable(struct page *page, int bit_nr)
1220 {
1221         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1222         return wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1223 }
1224 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit_killable);
1225
1226 /**
1227  * put_and_wait_on_page_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1228  * @page: The page to wait for.
1229  *
1230  * The caller should hold a reference on @page.  They expect the page to
1231  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1232  * (for example) by holding the reference while waiting for the page to
1233  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1234  * dereference @page.
1235  */
1236 void put_and_wait_on_page_locked(struct page *page)
1237 {
1238         wait_queue_head_t *q;
1239
1240         page = compound_head(page);
1241         q = page_waitqueue(page);
1242         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE, DROP);
1243 }
1244
1245 /**
1246  * add_page_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
1247  * @page: Page defining the wait queue of interest
1248  * @waiter: Waiter to add to the queue
1249  *
1250  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @page.
1251  */
1252 void add_page_wait_queue(struct page *page, wait_queue_entry_t *waiter)
1253 {
1254         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1255         unsigned long flags;
1256
1257         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1258         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1259         SetPageWaiters(page);
1260         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1261 }
1262 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_page_wait_queue);
1263
1264 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1265
1266 /*
1267  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1268  *
1269  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1270  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1271  * not support that special operation, we just do this all by hand
1272  * instead.
1273  *
1274  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1275  * being cleared, but a memory barrier should be unneccssary since it is
1276  * in the same byte as PG_locked.
1277  */
1278 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1279 {
1280         clear_bit_unlock(nr, mem);
1281         /* smp_mb__after_atomic(); */
1282         return test_bit(PG_waiters, mem);
1283 }
1284
1285 #endif
1286
1287 /**
1288  * unlock_page - unlock a locked page
1289  * @page: the page
1290  *
1291  * Unlocks the page and wakes up sleepers in ___wait_on_page_locked().
1292  * Also wakes sleepers in wait_on_page_writeback() because the wakeup
1293  * mechanism between PageLocked pages and PageWriteback pages is shared.
1294  * But that's OK - sleepers in wait_on_page_writeback() just go back to sleep.
1295  *
1296  * Note that this depends on PG_waiters being the sign bit in the byte
1297  * that contains PG_locked - thus the BUILD_BUG_ON(). That allows us to
1298  * clear the PG_locked bit and test PG_waiters at the same time fairly
1299  * portably (architectures that do LL/SC can test any bit, while x86 can
1300  * test the sign bit).
1301  */
1302 void unlock_page(struct page *page)
1303 {
1304         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1305         page = compound_head(page);
1306         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1307         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, &page->flags))
1308                 wake_up_page_bit(page, PG_locked);
1309 }
1310 EXPORT_SYMBOL(unlock_page);
1311
1312 /**
1313  * end_page_writeback - end writeback against a page
1314  * @page: the page
1315  */
1316 void end_page_writeback(struct page *page)
1317 {
1318         /*
1319          * TestClearPageReclaim could be used here but it is an atomic
1320          * operation and overkill in this particular case. Failing to
1321          * shuffle a page marked for immediate reclaim is too mild to
1322          * justify taking an atomic operation penalty at the end of
1323          * ever page writeback.
1324          */
1325         if (PageReclaim(page)) {
1326                 ClearPageReclaim(page);
1327                 rotate_reclaimable_page(page);
1328         }
1329
1330         if (!test_clear_page_writeback(page))
1331                 BUG();
1332
1333         smp_mb__after_atomic();
1334         wake_up_page(page, PG_writeback);
1335 }
1336 EXPORT_SYMBOL(end_page_writeback);
1337
1338 /*
1339  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1340  * flags appropriately
1341  */
1342 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1343 {
1344         if (!is_write) {
1345                 if (!err) {
1346                         SetPageUptodate(page);
1347                 } else {
1348                         ClearPageUptodate(page);
1349                         SetPageError(page);
1350                 }
1351                 unlock_page(page);
1352         } else {
1353                 if (err) {
1354                         struct address_space *mapping;
1355
1356                         SetPageError(page);
1357                         mapping = page_mapping(page);
1358                         if (mapping)
1359                                 mapping_set_error(mapping, err);
1360                 }
1361                 end_page_writeback(page);
1362         }
1363 }
1364 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1365
1366 /**
1367  * __lock_page - get a lock on the page, assuming we need to sleep to get it
1368  * @__page: the page to lock
1369  */
1370 void __lock_page(struct page *__page)
1371 {
1372         struct page *page = compound_head(__page);
1373         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1374         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1375                                 EXCLUSIVE);
1376 }
1377 EXPORT_SYMBOL(__lock_page);
1378
1379 int __lock_page_killable(struct page *__page)
1380 {
1381         struct page *page = compound_head(__page);
1382         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1383         return wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1384                                         EXCLUSIVE);
1385 }
1386 EXPORT_SYMBOL_GPL(__lock_page_killable);
1387
1388 /*
1389  * Return values:
1390  * 1 - page is locked; mmap_sem is still held.
1391  * 0 - page is not locked.
1392  *     mmap_sem has been released (up_read()), unless flags had both
1393  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1394  *     which case mmap_sem is still held.
1395  *
1396  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return 1
1397  * with the page locked and the mmap_sem unperturbed.
1398  */
1399 int __lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
1400                          unsigned int flags)
1401 {
1402         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
1403                 /*
1404                  * CAUTION! In this case, mmap_sem is not released
1405                  * even though return 0.
1406                  */
1407                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1408                         return 0;
1409
1410                 up_read(&mm->mmap_sem);
1411                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1412                         wait_on_page_locked_killable(page);
1413                 else
1414                         wait_on_page_locked(page);
1415                 return 0;
1416         } else {
1417                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1418                         int ret;
1419
1420                         ret = __lock_page_killable(page);
1421                         if (ret) {
1422                                 up_read(&mm->mmap_sem);
1423                                 return 0;
1424                         }
1425                 } else
1426                         __lock_page(page);
1427                 return 1;
1428         }
1429 }
1430
1431 /**
1432  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1433  * @mapping: Mapping.
1434  * @index: Index.
1435  * @max_scan: Maximum range to search.
1436  *
1437  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1438  * gap with the lowest index.
1439  *
1440  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1441  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1442  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1443  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1444  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1445  *
1446  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1447  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1448  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1449  */
1450 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1451                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1452 {
1453         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1454
1455         while (max_scan--) {
1456                 void *entry = xas_next(&xas);
1457                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1458                         break;
1459                 if (xas.xa_index == 0)
1460                         break;
1461         }
1462
1463         return xas.xa_index;
1464 }
1465 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1466
1467 /**
1468  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1469  * @mapping: Mapping.
1470  * @index: Index.
1471  * @max_scan: Maximum range to search.
1472  *
1473  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1474  * gap with the highest index.
1475  *
1476  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1477  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1478  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1479  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1480  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1481  *
1482  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1483  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1484  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1485  */
1486 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1487                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1488 {
1489         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1490
1491         while (max_scan--) {
1492                 void *entry = xas_prev(&xas);
1493                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1494                         break;
1495                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1496                         break;
1497         }
1498
1499         return xas.xa_index;
1500 }
1501 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1502
1503 /**
1504  * find_get_entry - find and get a page cache entry
1505  * @mapping: the address_space to search
1506  * @offset: the page cache index
1507  *
1508  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
1509  * page cache page, it is returned with an increased refcount.
1510  *
1511  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1512  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1513  *
1514  * Return: the found page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1515  */
1516 struct page *find_get_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t offset)
1517 {
1518         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
1519         struct page *head, *page;
1520
1521         rcu_read_lock();
1522 repeat:
1523         xas_reset(&xas);
1524         page = xas_load(&xas);
1525         if (xas_retry(&xas, page))
1526                 goto repeat;
1527         /*
1528          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1529          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1530          */
1531         if (!page || xa_is_value(page))
1532                 goto out;
1533
1534         head = compound_head(page);
1535         if (!page_cache_get_speculative(head))
1536                 goto repeat;
1537
1538         /* The page was split under us? */
1539         if (compound_head(page) != head) {
1540                 put_page(head);
1541                 goto repeat;
1542         }
1543
1544         /*
1545          * Has the page moved?
1546          * This is part of the lockless pagecache protocol. See
1547          * include/linux/pagemap.h for details.
1548          */
1549         if (unlikely(page != xas_reload(&xas))) {
1550                 put_page(head);
1551                 goto repeat;
1552         }
1553 out:
1554         rcu_read_unlock();
1555
1556         return page;
1557 }
1558 EXPORT_SYMBOL(find_get_entry);
1559
1560 /**
1561  * find_lock_entry - locate, pin and lock a page cache entry
1562  * @mapping: the address_space to search
1563  * @offset: the page cache index
1564  *
1565  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
1566  * page cache page, it is returned locked and with an increased
1567  * refcount.
1568  *
1569  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1570  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1571  *
1572  * find_lock_entry() may sleep.
1573  *
1574  * Return: the found page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1575  */
1576 struct page *find_lock_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t offset)
1577 {
1578         struct page *page;
1579
1580 repeat:
1581         page = find_get_entry(mapping, offset);
1582         if (page && !xa_is_value(page)) {
1583                 lock_page(page);
1584                 /* Has the page been truncated? */
1585                 if (unlikely(page_mapping(page) != mapping)) {
1586                         unlock_page(page);
1587                         put_page(page);
1588                         goto repeat;
1589                 }
1590                 VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
1591         }
1592         return page;
1593 }
1594 EXPORT_SYMBOL(find_lock_entry);
1595
1596 /**
1597  * pagecache_get_page - find and get a page reference
1598  * @mapping: the address_space to search
1599  * @offset: the page index
1600  * @fgp_flags: PCG flags
1601  * @gfp_mask: gfp mask to use for the page cache data page allocation
1602  *
1603  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.
1604  *
1605  * PCG flags modify how the page is returned.
1606  *
1607  * @fgp_flags can be:
1608  *
1609  * - FGP_ACCESSED: the page will be marked accessed
1610  * - FGP_LOCK: Page is return locked
1611  * - FGP_CREAT: If page is not present then a new page is allocated using
1612  *   @gfp_mask and added to the page cache and the VM's LRU
1613  *   list. The page is returned locked and with an increased
1614  *   refcount.
1615  * - FGP_FOR_MMAP: Similar to FGP_CREAT, only we want to allow the caller to do
1616  *   its own locking dance if the page is already in cache, or unlock the page
1617  *   before returning if we had to add the page to pagecache.
1618  *
1619  * If FGP_LOCK or FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1620  * if the GFP flags specified for FGP_CREAT are atomic.
1621  *
1622  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1623  *
1624  * Return: the found page or %NULL otherwise.
1625  */
1626 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t offset,
1627         int fgp_flags, gfp_t gfp_mask)
1628 {
1629         struct page *page;
1630
1631 repeat:
1632         page = find_get_entry(mapping, offset);
1633         if (xa_is_value(page))
1634                 page = NULL;
1635         if (!page)
1636                 goto no_page;
1637
1638         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1639                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1640                         if (!trylock_page(page)) {
1641                                 put_page(page);
1642                                 return NULL;
1643                         }
1644                 } else {
1645                         lock_page(page);
1646                 }
1647
1648                 /* Has the page been truncated? */
1649                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
1650                         unlock_page(page);
1651                         put_page(page);
1652                         goto repeat;
1653                 }
1654                 VM_BUG_ON_PAGE(page->index != offset, page);
1655         }
1656
1657         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1658                 mark_page_accessed(page);
1659
1660 no_page:
1661         if (!page && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1662                 int err;
1663                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_cap_account_dirty(mapping))
1664                         gfp_mask |= __GFP_WRITE;
1665                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1666                         gfp_mask &= ~__GFP_FS;
1667
1668                 page = __page_cache_alloc(gfp_mask);
1669                 if (!page)
1670                         return NULL;
1671
1672                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1673                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1674
1675                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
1676                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1677                         __SetPageReferenced(page);
1678
1679                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, offset, gfp_mask);
1680                 if (unlikely(err)) {
1681                         put_page(page);
1682                         page = NULL;
1683                         if (err == -EEXIST)
1684                                 goto repeat;
1685                 }
1686
1687                 /*
1688                  * add_to_page_cache_lru locks the page, and for mmap we expect
1689                  * an unlocked page.
1690                  */
1691                 if (page && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
1692                         unlock_page(page);
1693         }
1694
1695         return page;
1696 }
1697 EXPORT_SYMBOL(pagecache_get_page);
1698
1699 /**
1700  * find_get_entries - gang pagecache lookup
1701  * @mapping:    The address_space to search
1702  * @start:      The starting page cache index
1703  * @nr_entries: The maximum number of entries
1704  * @entries:    Where the resulting entries are placed
1705  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
1706  *
1707  * find_get_entries() will search for and return a group of up to
1708  * @nr_entries entries in the mapping.  The entries are placed at
1709  * @entries.  find_get_entries() takes a reference against any actual
1710  * pages it returns.
1711  *
1712  * The search returns a group of mapping-contiguous page cache entries
1713  * with ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
1714  * not-present pages.
1715  *
1716  * Any shadow entries of evicted pages, or swap entries from
1717  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
1718  *
1719  * Return: the number of pages and shadow entries which were found.
1720  */
1721 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping,
1722                           pgoff_t start, unsigned int nr_entries,
1723                           struct page **entries, pgoff_t *indices)
1724 {
1725         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
1726         struct page *page;
1727         unsigned int ret = 0;
1728
1729         if (!nr_entries)
1730                 return 0;
1731
1732         rcu_read_lock();
1733         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
1734                 struct page *head;
1735                 if (xas_retry(&xas, page))
1736                         continue;
1737                 /*
1738                  * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
1739                  * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
1740                  * without attempting to raise page count.
1741                  */
1742                 if (xa_is_value(page))
1743                         goto export;
1744
1745                 head = compound_head(page);
1746                 if (!page_cache_get_speculative(head))
1747                         goto retry;
1748
1749                 /* The page was split under us? */
1750                 if (compound_head(page) != head)
1751                         goto put_page;
1752
1753                 /* Has the page moved? */
1754                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1755                         goto put_page;
1756
1757 export:
1758                 indices[ret] = xas.xa_index;
1759                 entries[ret] = page;
1760                 if (++ret == nr_entries)
1761                         break;
1762                 continue;
1763 put_page:
1764                 put_page(head);
1765 retry:
1766                 xas_reset(&xas);
1767         }
1768         rcu_read_unlock();
1769         return ret;
1770 }
1771
1772 /**
1773  * find_get_pages_range - gang pagecache lookup
1774  * @mapping:    The address_space to search
1775  * @start:      The starting page index
1776  * @end:        The final page index (inclusive)
1777  * @nr_pages:   The maximum number of pages
1778  * @pages:      Where the resulting pages are placed
1779  *
1780  * find_get_pages_range() will search for and return a group of up to @nr_pages
1781  * pages in the mapping starting at index @start and up to index @end
1782  * (inclusive).  The pages are placed at @pages.  find_get_pages_range() takes
1783  * a reference against the returned pages.
1784  *
1785  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
1786  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
1787  * We also update @start to index the next page for the traversal.
1788  *
1789  * Return: the number of pages which were found. If this number is
1790  * smaller than @nr_pages, the end of specified range has been
1791  * reached.
1792  */
1793 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
1794                               pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
1795                               struct page **pages)
1796 {
1797         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
1798         struct page *page;
1799         unsigned ret = 0;
1800
1801         if (unlikely(!nr_pages))
1802                 return 0;
1803
1804         rcu_read_lock();
1805         xas_for_each(&xas, page, end) {
1806                 struct page *head;
1807                 if (xas_retry(&xas, page))
1808                         continue;
1809                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
1810                 if (xa_is_value(page))
1811                         continue;
1812
1813                 head = compound_head(page);
1814                 if (!page_cache_get_speculative(head))
1815                         goto retry;
1816
1817                 /* The page was split under us? */
1818                 if (compound_head(page) != head)
1819                         goto put_page;
1820
1821                 /* Has the page moved? */
1822                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1823                         goto put_page;
1824
1825                 pages[ret] = page;
1826                 if (++ret == nr_pages) {
1827                         *start = xas.xa_index + 1;
1828                         goto out;
1829                 }
1830                 continue;
1831 put_page:
1832                 put_page(head);
1833 retry:
1834                 xas_reset(&xas);
1835         }
1836
1837         /*
1838          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
1839          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
1840          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
1841          * already broken anyway.
1842          */
1843         if (end == (pgoff_t)-1)
1844                 *start = (pgoff_t)-1;
1845         else
1846                 *start = end + 1;
1847 out:
1848         rcu_read_unlock();
1849
1850         return ret;
1851 }
1852
1853 /**
1854  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
1855  * @mapping:    The address_space to search
1856  * @index:      The starting page index
1857  * @nr_pages:   The maximum number of pages
1858  * @pages:      Where the resulting pages are placed
1859  *
1860  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages(), except
1861  * that the returned number of pages are guaranteed to be contiguous.
1862  *
1863  * Return: the number of pages which were found.
1864  */
1865 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1866                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
1867 {
1868         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1869         struct page *page;
1870         unsigned int ret = 0;
1871
1872         if (unlikely(!nr_pages))
1873                 return 0;
1874
1875         rcu_read_lock();
1876         for (page = xas_load(&xas); page; page = xas_next(&xas)) {
1877                 struct page *head;
1878                 if (xas_retry(&xas, page))
1879                         continue;
1880                 /*
1881                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
1882                  * No current caller is looking for DAX entries.
1883                  */
1884                 if (xa_is_value(page))
1885                         break;
1886
1887                 head = compound_head(page);
1888                 if (!page_cache_get_speculative(head))
1889                         goto retry;
1890
1891                 /* The page was split under us? */
1892                 if (compound_head(page) != head)
1893                         goto put_page;
1894
1895                 /* Has the page moved? */
1896                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1897                         goto put_page;
1898
1899                 pages[ret] = page;
1900                 if (++ret == nr_pages)
1901                         break;
1902                 continue;
1903 put_page:
1904                 put_page(head);
1905 retry:
1906                 xas_reset(&xas);
1907         }
1908         rcu_read_unlock();
1909         return ret;
1910 }
1911 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
1912
1913 /**
1914  * find_get_pages_range_tag - find and return pages in given range matching @tag
1915  * @mapping:    the address_space to search
1916  * @index:      the starting page index
1917  * @end:        The final page index (inclusive)
1918  * @tag:        the tag index
1919  * @nr_pages:   the maximum number of pages
1920  * @pages:      where the resulting pages are placed
1921  *
1922  * Like find_get_pages, except we only return pages which are tagged with
1923  * @tag.   We update @index to index the next page for the traversal.
1924  *
1925  * Return: the number of pages which were found.
1926  */
1927 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
1928                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
1929                         struct page **pages)
1930 {
1931         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
1932         struct page *page;
1933         unsigned ret = 0;
1934
1935         if (unlikely(!nr_pages))
1936                 return 0;
1937
1938         rcu_read_lock();
1939         xas_for_each_marked(&xas, page, end, tag) {
1940                 struct page *head;
1941                 if (xas_retry(&xas, page))
1942                         continue;
1943                 /*
1944                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
1945                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
1946                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
1947                  */
1948                 if (xa_is_value(page))
1949                         continue;
1950
1951                 head = compound_head(page);
1952                 if (!page_cache_get_speculative(head))
1953                         goto retry;
1954
1955                 /* The page was split under us? */
1956                 if (compound_head(page) != head)
1957                         goto put_page;
1958
1959                 /* Has the page moved? */
1960                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1961                         goto put_page;
1962
1963                 pages[ret] = page;
1964                 if (++ret == nr_pages) {
1965                         *index = xas.xa_index + 1;
1966                         goto out;
1967                 }
1968                 continue;
1969 put_page:
1970                 put_page(head);
1971 retry:
1972                 xas_reset(&xas);
1973         }
1974
1975         /*
1976          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
1977          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
1978          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
1979          * broken anyway.
1980          */
1981         if (end == (pgoff_t)-1)
1982                 *index = (pgoff_t)-1;
1983         else
1984                 *index = end + 1;
1985 out:
1986         rcu_read_unlock();
1987
1988         return ret;
1989 }
1990 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
1991
1992 /*
1993  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
1994  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
1995  *
1996  *      ---R__________________________________________B__________
1997  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
1998  *
1999  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
2000  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
2001  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
2002  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
2003  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2004  *
2005  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2006  */
2007 static void shrink_readahead_size_eio(struct file *filp,
2008                                         struct file_ra_state *ra)
2009 {
2010         ra->ra_pages /= 4;
2011 }
2012
2013 /**
2014  * generic_file_buffered_read - generic file read routine
2015  * @iocb:       the iocb to read
2016  * @iter:       data destination
2017  * @written:    already copied
2018  *
2019  * This is a generic file read routine, and uses the
2020  * mapping->a_ops->readpage() function for the actual low-level stuff.
2021  *
2022  * This is really ugly. But the goto's actually try to clarify some
2023  * of the logic when it comes to error handling etc.
2024  *
2025  * Return:
2026  * * total number of bytes copied, including those the were already @written
2027  * * negative error code if nothing was copied
2028  */
2029 static ssize_t generic_file_buffered_read(struct kiocb *iocb,
2030                 struct iov_iter *iter, ssize_t written)
2031 {
2032         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2033         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2034         struct inode *inode = mapping->host;
2035         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2036         loff_t *ppos = &iocb->ki_pos;
2037         pgoff_t index;
2038         pgoff_t last_index;
2039         pgoff_t prev_index;
2040         unsigned long offset;      /* offset into pagecache page */
2041         unsigned int prev_offset;
2042         int error = 0;
2043
2044         if (unlikely(*ppos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2045                 return 0;
2046         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2047
2048         index = *ppos >> PAGE_SHIFT;
2049         prev_index = ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT;
2050         prev_offset = ra->prev_pos & (PAGE_SIZE-1);
2051         last_index = (*ppos + iter->count + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
2052         offset = *ppos & ~PAGE_MASK;
2053
2054         for (;;) {
2055                 struct page *page;
2056                 pgoff_t end_index;
2057                 loff_t isize;
2058                 unsigned long nr, ret;
2059
2060                 cond_resched();
2061 find_page:
2062                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2063                         error = -EINTR;
2064                         goto out;
2065                 }
2066
2067                 page = find_get_page(mapping, index);
2068                 if (!page) {
2069                         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
2070                                 goto would_block;
2071                         page_cache_sync_readahead(mapping,
2072                                         ra, filp,
2073                                         index, last_index - index);
2074                         page = find_get_page(mapping, index);
2075                         if (unlikely(page == NULL))
2076                                 goto no_cached_page;
2077                 }
2078                 if (PageReadahead(page)) {
2079                         page_cache_async_readahead(mapping,
2080                                         ra, filp, page,
2081                                         index, last_index - index);
2082                 }
2083                 if (!PageUptodate(page)) {
2084                         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2085                                 put_page(page);
2086                                 goto would_block;
2087                         }
2088
2089                         /*
2090                          * See comment in do_read_cache_page on why
2091                          * wait_on_page_locked is used to avoid unnecessarily
2092                          * serialisations and why it's safe.
2093                          */
2094                         error = wait_on_page_locked_killable(page);
2095                         if (unlikely(error))
2096                                 goto readpage_error;
2097                         if (PageUptodate(page))
2098                                 goto page_ok;
2099
2100                         if (inode->i_blkbits == PAGE_SHIFT ||
2101                                         !mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2102                                 goto page_not_up_to_date;
2103                         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2104                         if (unlikely(iov_iter_is_pipe(iter)))
2105                                 goto page_not_up_to_date;
2106                         if (!trylock_page(page))
2107                                 goto page_not_up_to_date;
2108                         /* Did it get truncated before we got the lock? */
2109                         if (!page->mapping)
2110                                 goto page_not_up_to_date_locked;
2111                         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate(page,
2112                                                         offset, iter->count))
2113                                 goto page_not_up_to_date_locked;
2114                         unlock_page(page);
2115                 }
2116 page_ok:
2117                 /*
2118                  * i_size must be checked after we know the page is Uptodate.
2119                  *
2120                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2121                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2122                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2123                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2124                  */
2125
2126                 isize = i_size_read(inode);
2127                 end_index = (isize - 1) >> PAGE_SHIFT;
2128                 if (unlikely(!isize || index > end_index)) {
2129                         put_page(page);
2130                         goto out;
2131                 }
2132
2133                 /* nr is the maximum number of bytes to copy from this page */
2134                 nr = PAGE_SIZE;
2135                 if (index == end_index) {
2136                         nr = ((isize - 1) & ~PAGE_MASK) + 1;
2137                         if (nr <= offset) {
2138                                 put_page(page);
2139                                 goto out;
2140                         }
2141                 }
2142                 nr = nr - offset;
2143
2144                 /* If users can be writing to this page using arbitrary
2145                  * virtual addresses, take care about potential aliasing
2146                  * before reading the page on the kernel side.
2147                  */
2148                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
2149                         flush_dcache_page(page);
2150
2151                 /*
2152                  * When a sequential read accesses a page several times,
2153                  * only mark it as accessed the first time.
2154                  */
2155                 if (prev_index != index || offset != prev_offset)
2156                         mark_page_accessed(page);
2157                 prev_index = index;
2158
2159                 /*
2160                  * Ok, we have the page, and it's up-to-date, so
2161                  * now we can copy it to user space...
2162                  */
2163
2164                 ret = copy_page_to_iter(page, offset, nr, iter);
2165                 offset += ret;
2166                 index += offset >> PAGE_SHIFT;
2167                 offset &= ~PAGE_MASK;
2168                 prev_offset = offset;
2169
2170                 put_page(page);
2171                 written += ret;
2172                 if (!iov_iter_count(iter))
2173                         goto out;
2174                 if (ret < nr) {
2175                         error = -EFAULT;
2176                         goto out;
2177                 }
2178                 continue;
2179
2180 page_not_up_to_date:
2181                 /* Get exclusive access to the page ... */
2182                 error = lock_page_killable(page);
2183                 if (unlikely(error))
2184                         goto readpage_error;
2185
2186 page_not_up_to_date_locked:
2187                 /* Did it get truncated before we got the lock? */
2188                 if (!page->mapping) {
2189                         unlock_page(page);
2190                         put_page(page);
2191                         continue;
2192                 }
2193
2194                 /* Did somebody else fill it already? */
2195                 if (PageUptodate(page)) {
2196                         unlock_page(page);
2197                         goto page_ok;
2198                 }
2199
2200 readpage:
2201                 /*
2202                  * A previous I/O error may have been due to temporary
2203                  * failures, eg. multipath errors.
2204                  * PG_error will be set again if readpage fails.
2205                  */
2206                 ClearPageError(page);
2207                 /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2208                 error = mapping->a_ops->readpage(filp, page);
2209
2210                 if (unlikely(error)) {
2211                         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE) {
2212                                 put_page(page);
2213                                 error = 0;
2214                                 goto find_page;
2215                         }
2216                         goto readpage_error;
2217                 }
2218
2219                 if (!PageUptodate(page)) {
2220                         error = lock_page_killable(page);
2221                         if (unlikely(error))
2222                                 goto readpage_error;
2223                         if (!PageUptodate(page)) {
2224                                 if (page->mapping == NULL) {
2225                                         /*
2226                                          * invalidate_mapping_pages got it
2227                                          */
2228                                         unlock_page(page);
2229                                         put_page(page);
2230                                         goto find_page;
2231                                 }
2232                                 unlock_page(page);
2233                                 shrink_readahead_size_eio(filp, ra);
2234                                 error = -EIO;
2235                                 goto readpage_error;
2236                         }
2237                         unlock_page(page);
2238                 }
2239
2240                 goto page_ok;
2241
2242 readpage_error:
2243                 /* UHHUH! A synchronous read error occurred. Report it */
2244                 put_page(page);
2245                 goto out;
2246
2247 no_cached_page:
2248                 /*
2249                  * Ok, it wasn't cached, so we need to create a new
2250                  * page..
2251                  */
2252                 page = page_cache_alloc(mapping);
2253                 if (!page) {
2254                         error = -ENOMEM;
2255                         goto out;
2256                 }
2257                 error = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index,
2258                                 mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2259                 if (error) {
2260                         put_page(page);
2261                         if (error == -EEXIST) {
2262                                 error = 0;
2263                                 goto find_page;
2264                         }
2265                         goto out;
2266                 }
2267                 goto readpage;
2268         }
2269
2270 would_block:
2271         error = -EAGAIN;
2272 out:
2273         ra->prev_pos = prev_index;
2274         ra->prev_pos <<= PAGE_SHIFT;
2275         ra->prev_pos |= prev_offset;
2276
2277         *ppos = ((loff_t)index << PAGE_SHIFT) + offset;
2278         file_accessed(filp);
2279         return written ? written : error;
2280 }
2281
2282 /**
2283  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2284  * @iocb:       kernel I/O control block
2285  * @iter:       destination for the data read
2286  *
2287  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2288  * that can use the page cache directly.
2289  * Return:
2290  * * number of bytes copied, even for partial reads
2291  * * negative error code if nothing was read
2292  */
2293 ssize_t
2294 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2295 {
2296         size_t count = iov_iter_count(iter);
2297         ssize_t retval = 0;
2298
2299         if (!count)
2300                 goto out; /* skip atime */
2301
2302         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2303                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2304                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2305                 struct inode *inode = mapping->host;
2306                 loff_t size;
2307
2308                 size = i_size_read(inode);
2309                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2310                         if (filemap_range_has_page(mapping, iocb->ki_pos,
2311                                                    iocb->ki_pos + count - 1))
2312                                 return -EAGAIN;
2313                 } else {
2314                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2315                                                 iocb->ki_pos,
2316                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2317                         if (retval < 0)
2318                                 goto out;
2319                 }
2320
2321                 file_accessed(file);
2322
2323                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2324                 if (retval >= 0) {
2325                         iocb->ki_pos += retval;
2326                         count -= retval;
2327                 }
2328                 iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2329
2330                 /*
2331                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2332                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2333                  * we've already read everything we wanted to, or if
2334                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2335                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2336                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2337                  * DAX files, so don't bother trying.
2338                  */
2339                 if (retval < 0 || !count || iocb->ki_pos >= size ||
2340                     IS_DAX(inode))
2341                         goto out;
2342         }
2343
2344         retval = generic_file_buffered_read(iocb, iter, retval);
2345 out:
2346         return retval;
2347 }
2348 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2349
2350 #ifdef CONFIG_MMU
2351 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2352 static struct file *maybe_unlock_mmap_for_io(struct vm_fault *vmf,
2353                                              struct file *fpin)
2354 {
2355         int flags = vmf->flags;
2356
2357         if (fpin)
2358                 return fpin;
2359
2360         /*
2361          * FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT means we don't want to wait on page locks or
2362          * anything, so we only pin the file and drop the mmap_sem if only
2363          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY is set.
2364          */
2365         if ((flags & (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)) ==
2366             FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
2367                 fpin = get_file(vmf->vma->vm_file);
2368                 up_read(&vmf->vma->vm_mm->mmap_sem);
2369         }
2370         return fpin;
2371 }
2372
2373 /*
2374  * lock_page_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_sem
2375  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2376  * @page - the page to lock.
2377  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2378  *
2379  * This works similar to lock_page_or_retry in that it can drop the mmap_sem.
2380  * It differs in that it actually returns the page locked if it returns 1 and 0
2381  * if it couldn't lock the page.  If we did have to drop the mmap_sem then fpin
2382  * will point to the pinned file and needs to be fput()'ed at a later point.
2383  */
2384 static int lock_page_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct page *page,
2385                                      struct file **fpin)
2386 {
2387         if (trylock_page(page))
2388                 return 1;
2389
2390         /*
2391          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2392          * the mmap_sem still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2393          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2394          */
2395         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2396                 return 0;
2397
2398         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2399         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2400                 if (__lock_page_killable(page)) {
2401                         /*
2402                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_sem,
2403                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2404                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2405                          * mmap_sem here and return 0 if we don't have a fpin.
2406                          */
2407                         if (*fpin == NULL)
2408                                 up_read(&vmf->vma->vm_mm->mmap_sem);
2409                         return 0;
2410                 }
2411         } else
2412                 __lock_page(page);
2413         return 1;
2414 }
2415
2416
2417 /*
2418  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2419  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2420  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2421  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2422  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2423  */
2424 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2425 {
2426         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2427         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2428         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2429         struct file *fpin = NULL;
2430         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2431
2432         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2433         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2434                 return fpin;
2435         if (!ra->ra_pages)
2436                 return fpin;
2437
2438         if (vmf->vma->vm_flags & VM_SEQ_READ) {
2439                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2440                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, file, offset,
2441                                           ra->ra_pages);
2442                 return fpin;
2443         }
2444
2445         /* Avoid banging the cache line if not needed */
2446         if (ra->mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
2447                 ra->mmap_miss++;
2448
2449         /*
2450          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
2451          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
2452          */
2453         if (ra->mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
2454                 return fpin;
2455
2456         /*
2457          * mmap read-around
2458          */
2459         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2460         ra->start = max_t(long, 0, offset - ra->ra_pages / 2);
2461         ra->size = ra->ra_pages;
2462         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
2463         ra_submit(ra, mapping, file);
2464         return fpin;
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
2469  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
2470  * was pinned if we have to drop the mmap_sem in order to do IO.
2471  */
2472 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
2473                                             struct page *page)
2474 {
2475         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2476         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2477         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2478         struct file *fpin = NULL;
2479         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2480
2481         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2482         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2483                 return fpin;
2484         if (ra->mmap_miss > 0)
2485                 ra->mmap_miss--;
2486         if (PageReadahead(page)) {
2487                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2488                 page_cache_async_readahead(mapping, ra, file,
2489                                            page, offset, ra->ra_pages);
2490         }
2491         return fpin;
2492 }
2493
2494 /**
2495  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
2496  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
2497  *
2498  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
2499  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
2500  *
2501  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
2502  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
2503  * having a lot of duplicated code.
2504  *
2505  * vma->vm_mm->mmap_sem must be held on entry.
2506  *
2507  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_sem
2508  * may be dropped before doing I/O or by lock_page_maybe_drop_mmap().
2509  *
2510  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_sem
2511  * has not been released.
2512  *
2513  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
2514  *
2515  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
2516  */
2517 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
2518 {
2519         int error;
2520         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2521         struct file *fpin = NULL;
2522         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2523         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2524         struct inode *inode = mapping->host;
2525         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2526         pgoff_t max_off;
2527         struct page *page;
2528         vm_fault_t ret = 0;
2529
2530         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
2531         if (unlikely(offset >= max_off))
2532                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2533
2534         /*
2535          * Do we have something in the page cache already?
2536          */
2537         page = find_get_page(mapping, offset);
2538         if (likely(page) && !(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED)) {
2539                 /*
2540                  * We found the page, so try async readahead before
2541                  * waiting for the lock.
2542                  */
2543                 fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, page);
2544         } else if (!page) {
2545                 /* No page in the page cache at all */
2546                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
2547                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
2548                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
2549                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
2550 retry_find:
2551                 page = pagecache_get_page(mapping, offset,
2552                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
2553                                           vmf->gfp_mask);
2554                 if (!page) {
2555                         if (fpin)
2556                                 goto out_retry;
2557                         return vmf_error(-ENOMEM);
2558                 }
2559         }
2560
2561         if (!lock_page_maybe_drop_mmap(vmf, page, &fpin))
2562                 goto out_retry;
2563
2564         /* Did it get truncated? */
2565         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
2566                 unlock_page(page);
2567                 put_page(page);
2568                 goto retry_find;
2569         }
2570         VM_BUG_ON_PAGE(page->index != offset, page);
2571
2572         /*
2573          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
2574          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
2575          */
2576         if (unlikely(!PageUptodate(page)))
2577                 goto page_not_uptodate;
2578
2579         /*
2580          * We've made it this far and we had to drop our mmap_sem, now is the
2581          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
2582          * redo the fault.
2583          */
2584         if (fpin) {
2585                 unlock_page(page);
2586                 goto out_retry;
2587         }
2588
2589         /*
2590          * Found the page and have a reference on it.
2591          * We must recheck i_size under page lock.
2592          */
2593         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
2594         if (unlikely(offset >= max_off)) {
2595                 unlock_page(page);
2596                 put_page(page);
2597                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2598         }
2599
2600         vmf->page = page;
2601         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
2602
2603 page_not_uptodate:
2604         /*
2605          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
2606          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
2607          * because there really aren't any performance issues here
2608          * and we need to check for errors.
2609          */
2610         ClearPageError(page);
2611         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2612         error = mapping->a_ops->readpage(file, page);
2613         if (!error) {
2614                 wait_on_page_locked(page);
2615                 if (!PageUptodate(page))
2616                         error = -EIO;
2617         }
2618         if (fpin)
2619                 goto out_retry;
2620         put_page(page);
2621
2622         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2623                 goto retry_find;
2624
2625         /* Things didn't work out. Return zero to tell the mm layer so. */
2626         shrink_readahead_size_eio(file, ra);
2627         return VM_FAULT_SIGBUS;
2628
2629 out_retry:
2630         /*
2631          * We dropped the mmap_sem, we need to return to the fault handler to
2632          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
2633          * page.
2634          */
2635         if (page)
2636                 put_page(page);
2637         if (fpin)
2638                 fput(fpin);
2639         return ret | VM_FAULT_RETRY;
2640 }
2641 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
2642
2643 void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2644                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
2645 {
2646         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2647         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2648         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
2649         unsigned long max_idx;
2650         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
2651         struct page *head, *page;
2652
2653         rcu_read_lock();
2654         xas_for_each(&xas, page, end_pgoff) {
2655                 if (xas_retry(&xas, page))
2656                         continue;
2657                 if (xa_is_value(page))
2658                         goto next;
2659
2660                 head = compound_head(page);
2661
2662                 /*
2663                  * Check for a locked page first, as a speculative
2664                  * reference may adversely influence page migration.
2665                  */
2666                 if (PageLocked(head))
2667                         goto next;
2668                 if (!page_cache_get_speculative(head))
2669                         goto next;
2670
2671                 /* The page was split under us? */
2672                 if (compound_head(page) != head)
2673                         goto skip;
2674
2675                 /* Has the page moved? */
2676                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
2677                         goto skip;
2678
2679                 if (!PageUptodate(page) ||
2680                                 PageReadahead(page) ||
2681                                 PageHWPoison(page))
2682                         goto skip;
2683                 if (!trylock_page(page))
2684                         goto skip;
2685
2686                 if (page->mapping != mapping || !PageUptodate(page))
2687                         goto unlock;
2688
2689                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
2690                 if (page->index >= max_idx)
2691                         goto unlock;
2692
2693                 if (file->f_ra.mmap_miss > 0)
2694                         file->f_ra.mmap_miss--;
2695
2696                 vmf->address += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
2697                 if (vmf->pte)
2698                         vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
2699                 last_pgoff = xas.xa_index;
2700                 if (alloc_set_pte(vmf, NULL, page))
2701                         goto unlock;
2702                 unlock_page(page);
2703                 goto next;
2704 unlock:
2705                 unlock_page(page);
2706 skip:
2707                 put_page(page);
2708 next:
2709                 /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
2710                 if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd))
2711                         break;
2712         }
2713         rcu_read_unlock();
2714 }
2715 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
2716
2717 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2718 {
2719         struct page *page = vmf->page;
2720         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
2721         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
2722
2723         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
2724         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
2725         lock_page(page);
2726         if (page->mapping != inode->i_mapping) {
2727                 unlock_page(page);
2728                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
2729                 goto out;
2730         }
2731         /*
2732          * We mark the page dirty already here so that when freeze is in
2733          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
2734          * see the dirty page and writeprotect it again.
2735          */
2736         set_page_dirty(page);
2737         wait_for_stable_page(page);
2738 out:
2739         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
2740         return ret;
2741 }
2742
2743 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
2744         .fault          = filemap_fault,
2745         .map_pages      = filemap_map_pages,
2746         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
2747 };
2748
2749 /* This is used for a general mmap of a disk file */
2750
2751 int generic_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2752 {
2753         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2754
2755         if (!mapping->a_ops->readpage)
2756                 return -ENOEXEC;
2757         file_accessed(file);
2758         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
2759         return 0;
2760 }
2761
2762 /*
2763  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
2764  */
2765 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2766 {
2767         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
2768                 return -EINVAL;
2769         return generic_file_mmap(file, vma);
2770 }
2771 #else
2772 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2773 {
2774         return VM_FAULT_SIGBUS;
2775 }
2776 int generic_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2777 {
2778         return -ENOSYS;
2779 }
2780 int generic_file_readonly_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2781 {
2782         return -ENOSYS;
2783 }
2784 #endif /* CONFIG_MMU */
2785
2786 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
2787 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
2788 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
2789
2790 static struct page *wait_on_page_read(struct page *page)
2791 {
2792         if (!IS_ERR(page)) {
2793                 wait_on_page_locked(page);
2794                 if (!PageUptodate(page)) {
2795                         put_page(page);
2796                         page = ERR_PTR(-EIO);
2797                 }
2798         }
2799         return page;
2800 }
2801
2802 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
2803                                 pgoff_t index,
2804                                 int (*filler)(void *, struct page *),
2805                                 void *data,
2806                                 gfp_t gfp)
2807 {
2808         struct page *page;
2809         int err;
2810 repeat:
2811         page = find_get_page(mapping, index);
2812         if (!page) {
2813                 page = __page_cache_alloc(gfp);
2814                 if (!page)
2815                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2816                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp);
2817                 if (unlikely(err)) {
2818                         put_page(page);
2819                         if (err == -EEXIST)
2820                                 goto repeat;
2821                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
2822                         return ERR_PTR(err);
2823                 }
2824
2825 filler:
2826                 if (filler)
2827                         err = filler(data, page);
2828                 else
2829                         err = mapping->a_ops->readpage(data, page);
2830
2831                 if (err < 0) {
2832                         put_page(page);
2833                         return ERR_PTR(err);
2834                 }
2835
2836                 page = wait_on_page_read(page);
2837                 if (IS_ERR(page))
2838                         return page;
2839                 goto out;
2840         }
2841         if (PageUptodate(page))
2842                 goto out;
2843
2844         /*
2845          * Page is not up to date and may be locked due one of the following
2846          * case a: Page is being filled and the page lock is held
2847          * case b: Read/write error clearing the page uptodate status
2848          * case c: Truncation in progress (page locked)
2849          * case d: Reclaim in progress
2850          *
2851          * Case a, the page will be up to date when the page is unlocked.
2852          *    There is no need to serialise on the page lock here as the page
2853          *    is pinned so the lock gives no additional protection. Even if the
2854          *    the page is truncated, the data is still valid if PageUptodate as
2855          *    it's a race vs truncate race.
2856          * Case b, the page will not be up to date
2857          * Case c, the page may be truncated but in itself, the data may still
2858          *    be valid after IO completes as it's a read vs truncate race. The
2859          *    operation must restart if the page is not uptodate on unlock but
2860          *    otherwise serialising on page lock to stabilise the mapping gives
2861          *    no additional guarantees to the caller as the page lock is
2862          *    released before return.
2863          * Case d, similar to truncation. If reclaim holds the page lock, it
2864          *    will be a race with remove_mapping that determines if the mapping
2865          *    is valid on unlock but otherwise the data is valid and there is
2866          *    no need to serialise with page lock.
2867          *
2868          * As the page lock gives no additional guarantee, we optimistically
2869          * wait on the page to be unlocked and check if it's up to date and
2870          * use the page if it is. Otherwise, the page lock is required to
2871          * distinguish between the different cases. The motivation is that we
2872          * avoid spurious serialisations and wakeups when multiple processes
2873          * wait on the same page for IO to complete.
2874          */
2875         wait_on_page_locked(page);
2876         if (PageUptodate(page))
2877                 goto out;
2878
2879         /* Distinguish between all the cases under the safety of the lock */
2880         lock_page(page);
2881
2882         /* Case c or d, restart the operation */
2883         if (!page->mapping) {
2884                 unlock_page(page);
2885                 put_page(page);
2886                 goto repeat;
2887         }
2888
2889         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
2890         if (PageUptodate(page)) {
2891                 unlock_page(page);
2892                 goto out;
2893         }
2894         goto filler;
2895
2896 out:
2897         mark_page_accessed(page);
2898         return page;
2899 }
2900
2901 /**
2902  * read_cache_page - read into page cache, fill it if needed
2903  * @mapping:    the page's address_space
2904  * @index:      the page index
2905  * @filler:     function to perform the read
2906  * @data:       first arg to filler(data, page) function, often left as NULL
2907  *
2908  * Read into the page cache. If a page already exists, and PageUptodate() is
2909  * not set, try to fill the page and wait for it to become unlocked.
2910  *
2911  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
2912  *
2913  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
2914  */
2915 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
2916                                 pgoff_t index,
2917                                 int (*filler)(void *, struct page *),
2918                                 void *data)
2919 {
2920         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, data,
2921                         mapping_gfp_mask(mapping));
2922 }
2923 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
2924
2925 /**
2926  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
2927  * @mapping:    the page's address_space
2928  * @index:      the page index
2929  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
2930  *
2931  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
2932  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
2933  *
2934  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
2935  *
2936  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
2937  */
2938 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
2939                                 pgoff_t index,
2940                                 gfp_t gfp)
2941 {
2942         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
2943 }
2944 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
2945
2946 /*
2947  * Don't operate on ranges the page cache doesn't support, and don't exceed the
2948  * LFS limits.  If pos is under the limit it becomes a short access.  If it
2949  * exceeds the limit we return -EFBIG.
2950  */
2951 static int generic_write_check_limits(struct file *file, loff_t pos,
2952                                       loff_t *count)
2953 {
2954         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
2955         loff_t max_size = inode->i_sb->s_maxbytes;
2956         loff_t limit = rlimit(RLIMIT_FSIZE);
2957
2958         if (limit != RLIM_INFINITY) {
2959                 if (pos >= limit) {
2960                         send_sig(SIGXFSZ, current, 0);
2961                         return -EFBIG;
2962                 }
2963                 *count = min(*count, limit - pos);
2964         }
2965
2966         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE))
2967                 max_size = MAX_NON_LFS;
2968
2969         if (unlikely(pos >= max_size))
2970                 return -EFBIG;
2971
2972         *count = min(*count, max_size - pos);
2973
2974         return 0;
2975 }
2976
2977 /*
2978  * Performs necessary checks before doing a write
2979  *
2980  * Can adjust writing position or amount of bytes to write.
2981  * Returns appropriate error code that caller should return or
2982  * zero in case that write should be allowed.
2983  */
2984 inline ssize_t generic_write_checks(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
2985 {
2986         struct file *file = iocb->ki_filp;
2987         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
2988         loff_t count;
2989         int ret;
2990
2991         if (!iov_iter_count(from))
2992                 return 0;
2993
2994         /* FIXME: this is for backwards compatibility with 2.4 */
2995         if (iocb->ki_flags & IOCB_APPEND)
2996                 iocb->ki_pos = i_size_read(inode);
2997
2998         if ((iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) && !(iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT))
2999                 return -EINVAL;
3000
3001         count = iov_iter_count(from);
3002         ret = generic_write_check_limits(file, iocb->ki_pos, &count);
3003         if (ret)
3004                 return ret;
3005
3006         iov_iter_truncate(from, count);
3007         return iov_iter_count(from);
3008 }
3009 EXPORT_SYMBOL(generic_write_checks);
3010
3011 /*
3012  * Performs necessary checks before doing a clone.
3013  *
3014  * Can adjust amount of bytes to clone via @req_count argument.
3015  * Returns appropriate error code that caller should return or
3016  * zero in case the clone should be allowed.
3017  */
3018 int generic_remap_checks(struct file *file_in, loff_t pos_in,
3019                          struct file *file_out, loff_t pos_out,
3020                          loff_t *req_count, unsigned int remap_flags)
3021 {
3022         struct inode *inode_in = file_in->f_mapping->host;
3023         struct inode *inode_out = file_out->f_mapping->host;
3024         uint64_t count = *req_count;
3025         uint64_t bcount;
3026         loff_t size_in, size_out;
3027         loff_t bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
3028         int ret;
3029
3030         /* The start of both ranges must be aligned to an fs block. */
3031         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out, bs))
3032                 return -EINVAL;
3033
3034         /* Ensure offsets don't wrap. */
3035         if (pos_in + count < pos_in || pos_out + count < pos_out)
3036                 return -EINVAL;
3037
3038         size_in = i_size_read(inode_in);
3039         size_out = i_size_read(inode_out);
3040
3041         /* Dedupe requires both ranges to be within EOF. */
3042         if ((remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP) &&
3043             (pos_in >= size_in || pos_in + count > size_in ||
3044              pos_out >= size_out || pos_out + count > size_out))
3045                 return -EINVAL;
3046
3047         /* Ensure the infile range is within the infile. */
3048         if (pos_in >= size_in)
3049                 return -EINVAL;
3050         count = min(count, size_in - (uint64_t)pos_in);
3051
3052         ret = generic_write_check_limits(file_out, pos_out, &count);
3053         if (ret)
3054                 return ret;
3055
3056         /*
3057          * If the user wanted us to link to the infile's EOF, round up to the
3058          * next block boundary for this check.
3059          *
3060          * Otherwise, make sure the count is also block-aligned, having
3061          * already confirmed the starting offsets' block alignment.
3062          */
3063         if (pos_in + count == size_in) {
3064                 bcount = ALIGN(size_in, bs) - pos_in;
3065         } else {
3066                 if (!IS_ALIGNED(count, bs))
3067                         count = ALIGN_DOWN(count, bs);
3068                 bcount = count;
3069         }
3070
3071         /* Don't allow overlapped cloning within the same file. */
3072         if (inode_in == inode_out &&
3073             pos_out + bcount > pos_in &&
3074             pos_out < pos_in + bcount)
3075                 return -EINVAL;
3076
3077         /*
3078          * We shortened the request but the caller can't deal with that, so
3079          * bounce the request back to userspace.
3080          */
3081         if (*req_count != count && !(remap_flags & REMAP_FILE_CAN_SHORTEN))
3082                 return -EINVAL;
3083
3084         *req_count = count;
3085         return 0;
3086 }
3087
3088
3089 /*
3090  * Performs common checks before doing a file copy/clone
3091  * from @file_in to @file_out.
3092  */
3093 int generic_file_rw_checks(struct file *file_in, struct file *file_out)
3094 {
3095         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
3096         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
3097
3098         /* Don't copy dirs, pipes, sockets... */
3099         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
3100                 return -EISDIR;
3101         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
3102                 return -EINVAL;
3103
3104         if (!(file_in->f_mode & FMODE_READ) ||
3105             !(file_out->f_mode & FMODE_WRITE) ||
3106             (file_out->f_flags & O_APPEND))
3107                 return -EBADF;
3108
3109         return 0;
3110 }
3111
3112 /*
3113  * Performs necessary checks before doing a file copy
3114  *
3115  * Can adjust amount of bytes to copy via @req_count argument.
3116  * Returns appropriate error code that caller should return or
3117  * zero in case the copy should be allowed.
3118  */
3119 int generic_copy_file_checks(struct file *file_in, loff_t pos_in,
3120                              struct file *file_out, loff_t pos_out,
3121                              size_t *req_count, unsigned int flags)
3122 {
3123         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
3124         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
3125         uint64_t count = *req_count;
3126         loff_t size_in;
3127         int ret;
3128
3129         ret = generic_file_rw_checks(file_in, file_out);
3130         if (ret)
3131                 return ret;
3132
3133         /* Don't touch certain kinds of inodes */
3134         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
3135                 return -EPERM;
3136
3137         if (IS_SWAPFILE(inode_in) || IS_SWAPFILE(inode_out))
3138                 return -ETXTBSY;
3139
3140         /* Ensure offsets don't wrap. */
3141         if (pos_in + count < pos_in || pos_out + count < pos_out)
3142                 return -EOVERFLOW;
3143
3144         /* Shorten the copy to EOF */
3145         size_in = i_size_read(inode_in);
3146         if (pos_in >= size_in)
3147                 count = 0;
3148         else
3149                 count = min(count, size_in - (uint64_t)pos_in);
3150
3151         ret = generic_write_check_limits(file_out, pos_out, &count);
3152         if (ret)
3153                 return ret;
3154
3155         /* Don't allow overlapped copying within the same file. */
3156         if (inode_in == inode_out &&
3157             pos_out + count > pos_in &&
3158             pos_out < pos_in + count)
3159                 return -EINVAL;
3160
3161         *req_count = count;
3162         return 0;
3163 }
3164
3165 int pagecache_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
3166                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
3167                                 struct page **pagep, void **fsdata)
3168 {
3169         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3170
3171         return aops->write_begin(file, mapping, pos, len, flags,
3172                                                         pagep, fsdata);
3173 }
3174 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_begin);
3175
3176 int pagecache_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
3177                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
3178                                 struct page *page, void *fsdata)
3179 {
3180         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3181
3182         return aops->write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
3183 }
3184 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_end);
3185
3186 ssize_t
3187 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3188 {
3189         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3190         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3191         struct inode    *inode = mapping->host;
3192         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3193         ssize_t         written;
3194         size_t          write_len;
3195         pgoff_t         end;
3196
3197         write_len = iov_iter_count(from);
3198         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3199
3200         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3201                 /* If there are pages to writeback, return */
3202                 if (filemap_range_has_page(inode->i_mapping, pos,
3203                                            pos + write_len - 1))
3204                         return -EAGAIN;
3205         } else {
3206                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3207                                                         pos + write_len - 1);
3208                 if (written)
3209                         goto out;
3210         }
3211
3212         /*
3213          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3214          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3215          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3216          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3217          */
3218         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3219                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3220         /*
3221          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3222          * to buffered write.
3223          */
3224         if (written) {
3225                 if (written == -EBUSY)
3226                         return 0;
3227                 goto out;
3228         }
3229
3230         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3231
3232         /*
3233          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3234          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3235          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3236          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3237          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3238          * fails, tough, the write still worked...
3239          *
3240          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3241          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3242          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3243          * them by removing it completely
3244          */
3245         if (mapping->nrpages)
3246                 invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3247                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3248
3249         if (written > 0) {
3250                 pos += written;
3251                 write_len -= written;
3252                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3253                         i_size_write(inode, pos);
3254                         mark_inode_dirty(inode);
3255                 }
3256                 iocb->ki_pos = pos;
3257         }
3258         iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3259 out:
3260         return written;
3261 }
3262 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3263
3264 /*
3265  * Find or create a page at the given pagecache position. Return the locked
3266  * page. This function is specifically for buffered writes.
3267  */
3268 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
3269                                         pgoff_t index, unsigned flags)
3270 {
3271         struct page *page;
3272         int fgp_flags = FGP_LOCK|FGP_WRITE|FGP_CREAT;
3273
3274         if (flags & AOP_FLAG_NOFS)
3275                 fgp_flags |= FGP_NOFS;
3276
3277         page = pagecache_get_page(mapping, index, fgp_flags,
3278                         mapping_gfp_mask(mapping));
3279         if (page)
3280                 wait_for_stable_page(page);
3281
3282         return page;
3283 }
3284 EXPORT_SYMBOL(grab_cache_page_write_begin);
3285
3286 ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
3287                                 struct iov_iter *i, loff_t pos)
3288 {
3289         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3290         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3291         long status = 0;
3292         ssize_t written = 0;
3293         unsigned int flags = 0;
3294
3295         do {
3296                 struct page *page;
3297                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3298                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3299                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3300                 void *fsdata;
3301
3302                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3303                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3304                                                 iov_iter_count(i));
3305
3306 again:
3307                 /*
3308                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3309                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3310                  * same page as we're writing to, without it being marked
3311                  * up-to-date.
3312                  *
3313                  * Not only is this an optimisation, but it is also required
3314                  * to check that the address is actually valid, when atomic
3315                  * usercopies are used, below.
3316                  */
3317                 if (unlikely(iov_iter_fault_in_readable(i, bytes))) {
3318                         status = -EFAULT;
3319                         break;
3320                 }
3321
3322                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3323                         status = -EINTR;
3324                         break;
3325                 }
3326
3327                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
3328                                                 &page, &fsdata);
3329                 if (unlikely(status < 0))
3330                         break;
3331
3332                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3333                         flush_dcache_page(page);
3334
3335                 copied = iov_iter_copy_from_user_atomic(page, i, offset, bytes);
3336                 flush_dcache_page(page);
3337
3338                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3339                                                 page, fsdata);
3340                 if (unlikely(status < 0))
3341                         break;
3342                 copied = status;
3343
3344                 cond_resched();
3345
3346                 iov_iter_advance(i, copied);
3347                 if (unlikely(copied == 0)) {
3348                         /*
3349                          * If we were unable to copy any data at all, we must
3350                          * fall back to a single segment length write.
3351                          *
3352                          * If we didn't fallback here, we could livelock
3353                          * because not all segments in the iov can be copied at
3354                          * once without a pagefault.
3355                          */
3356                         bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3357                                                 iov_iter_single_seg_count(i));
3358                         goto again;
3359                 }
3360                 pos += copied;
3361                 written += copied;
3362
3363                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3364         } while (iov_iter_count(i));
3365
3366         return written ? written : status;
3367 }
3368 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3369
3370 /**
3371  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3372  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3373  * @from:       iov_iter with data to write
3374  *
3375  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3376  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3377  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3378  * do direct IO or a standard buffered write.
3379  *
3380  * It expects i_mutex to be grabbed unless we work on a block device or similar
3381  * object which does not need locking at all.
3382  *
3383  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3384  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3385  * avoid syncing under i_mutex.
3386  *
3387  * Return:
3388  * * number of bytes written, even for truncated writes
3389  * * negative error code if no data has been written at all
3390  */
3391 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3392 {
3393         struct file *file = iocb->ki_filp;
3394         struct address_space * mapping = file->f_mapping;
3395         struct inode    *inode = mapping->host;
3396         ssize_t         written = 0;
3397         ssize_t         err;
3398         ssize_t         status;
3399
3400         /* We can write back this queue in page reclaim */
3401         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3402         err = file_remove_privs(file);
3403         if (err)
3404                 goto out;
3405
3406         err = file_update_time(file);
3407         if (err)
3408                 goto out;
3409
3410         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3411                 loff_t pos, endbyte;
3412
3413                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3414                 /*
3415                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3416                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3417                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3418                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3419                  * page-cache pages correctly).
3420                  */
3421                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3422                         goto out;
3423
3424                 status = generic_perform_write(file, from, pos = iocb->ki_pos);
3425                 /*
3426                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3427                  * then we want to return the number of bytes which were
3428                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3429                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3430                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3431                  */
3432                 if (unlikely(status < 0)) {
3433                         err = status;
3434                         goto out;
3435                 }
3436                 /*
3437                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3438                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3439                  * semantics.
3440                  */
3441                 endbyte = pos + status - 1;
3442                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3443                 if (err == 0) {
3444                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3445                         written += status;
3446                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3447                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3448                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3449                 } else {
3450                         /*
3451                          * We don't know how much we wrote, so just return
3452                          * the number of bytes which were direct-written
3453                          */
3454                 }
3455         } else {
3456                 written = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
3457                 if (likely(written > 0))
3458                         iocb->ki_pos += written;
3459         }
3460 out:
3461         current->backing_dev_info = NULL;
3462         return written ? written : err;
3463 }
3464 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3465
3466 /**
3467  * generic_file_write_iter - write data to a file
3468  * @iocb:       IO state structure
3469  * @from:       iov_iter with data to write
3470  *
3471  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3472  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3473  * and acquires i_mutex as needed.
3474  * Return:
3475  * * negative error code if no data has been written at all of
3476  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3477  * * number of bytes written, even for truncated writes
3478  */
3479 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3480 {
3481         struct file *file = iocb->ki_filp;
3482         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3483         ssize_t ret;
3484
3485         inode_lock(inode);
3486         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3487         if (ret > 0)
3488                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3489         inode_unlock(inode);
3490
3491         if (ret > 0)
3492                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3493         return ret;
3494 }
3495 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3496
3497 /**
3498  * try_to_release_page() - release old fs-specific metadata on a page
3499  *
3500  * @page: the page which the kernel is trying to free
3501  * @gfp_mask: memory allocation flags (and I/O mode)
3502  *
3503  * The address_space is to try to release any data against the page
3504  * (presumably at page->private).
3505  *
3506  * This may also be called if PG_fscache is set on a page, indicating that the
3507  * page is known to the local caching routines.
3508  *
3509  * The @gfp_mask argument specifies whether I/O may be performed to release
3510  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3511  *
3512  * Return: %1 if the release was successful, otherwise return zero.
3513  */
3514 int try_to_release_page(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
3515 {
3516         struct address_space * const mapping = page->mapping;
3517
3518         BUG_ON(!PageLocked(page));
3519         if (PageWriteback(page))
3520                 return 0;
3521
3522         if (mapping && mapping->a_ops->releasepage)
3523                 return mapping->a_ops->releasepage(page, gfp_mask);
3524         return try_to_free_buffers(page);
3525 }
3526
3527 EXPORT_SYMBOL(try_to_release_page);