fs/iomap/buffered-io.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2010 Red Hat, Inc.
   4  * Copyright (C) 2016-2019 Christoph Hellwig.
   5  */
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/compiler.h>
   8 #include <linux/fs.h>
   9 #include <linux/iomap.h>
  10 #include <linux/pagemap.h>
  11 #include <linux/uio.h>
  12 #include <linux/buffer_head.h>
  13 #include <linux/dax.h>
  14 #include <linux/writeback.h>
  15 #include <linux/list_sort.h>
  16 #include <linux/swap.h>
  17 #include <linux/bio.h>
  18 #include <linux/sched/signal.h>
  19 #include <linux/migrate.h>
  20 #include "trace.h"
  21
  22 #include "../internal.h"
  23
  24 /*
  25  * Structure allocated for each page or THP when block size < page size
  26  * to track sub-page uptodate status and I/O completions.
  27  */
  28 struct iomap_page {
  29         atomic_t                read_bytes_pending;
  30         atomic_t                write_bytes_pending;
  31         spinlock_t              uptodate_lock;
  32         unsigned long           uptodate[];
  33 };
  34
  35 static inline struct iomap_page *to_iomap_page(struct page *page)
  36 {
  37         /*
  38          * per-block data is stored in the head page.  Callers should
  39          * not be dealing with tail pages, and if they are, they can
  40          * call thp_head() first.
  41          */
  42         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageTail(page), page);
  43
  44         if (page_has_private(page))
  45                 return (struct iomap_page *)page_private(page);
  46         return NULL;
  47 }
  48
  49 static struct bio_set iomap_ioend_bioset;
  50
  51 static struct iomap_page *
  52 iomap_page_create(struct inode *inode, struct page *page)
  53 {
  54         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
  55         unsigned int nr_blocks = i_blocks_per_page(inode, page);
  56
  57         if (iop || nr_blocks <= 1)
  58                 return iop;
  59
  60         iop = kzalloc(struct_size(iop, uptodate, BITS_TO_LONGS(nr_blocks)),
  61                         GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
  62         spin_lock_init(&iop->uptodate_lock);
  63         if (PageUptodate(page))
  64                 bitmap_fill(iop->uptodate, nr_blocks);
  65         attach_page_private(page, iop);
  66         return iop;
  67 }
  68
  69 static void
  70 iomap_page_release(struct page *page)
  71 {
  72         struct iomap_page *iop = detach_page_private(page);
  73         unsigned int nr_blocks = i_blocks_per_page(page->mapping->host, page);
  74
  75         if (!iop)
  76                 return;
  77         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&iop->read_bytes_pending));
  78         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&iop->write_bytes_pending));
  79         WARN_ON_ONCE(bitmap_full(iop->uptodate, nr_blocks) !=
  80                         PageUptodate(page));
  81         kfree(iop);
  82 }
  83
  84 /*
  85  * Calculate the range inside the page that we actually need to read.
  86  */
  87 static void
  88 iomap_adjust_read_range(struct inode *inode, struct iomap_page *iop,
  89                 loff_t *pos, loff_t length, unsigned *offp, unsigned *lenp)
  90 {
  91         loff_t orig_pos = *pos;
  92         loff_t isize = i_size_read(inode);
  93         unsigned block_bits = inode->i_blkbits;
  94         unsigned block_size = (1 << block_bits);
  95         unsigned poff = offset_in_page(*pos);
  96         unsigned plen = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - poff, length);
  97         unsigned first = poff >> block_bits;
  98         unsigned last = (poff + plen - 1) >> block_bits;
  99
 100         /*
 101          * If the block size is smaller than the page size, we need to check the
 102          * per-block uptodate status and adjust the offset and length if needed
 103          * to avoid reading in already uptodate ranges.
 104          */
 105         if (iop) {
 106                 unsigned int i;
 107
 108                 /* move forward for each leading block marked uptodate */
 109                 for (i = first; i <= last; i++) {
 110                         if (!test_bit(i, iop->uptodate))
 111                                 break;
 112                         *pos += block_size;
 113                         poff += block_size;
 114                         plen -= block_size;
 115                         first++;
 116                 }
 117
 118                 /* truncate len if we find any trailing uptodate block(s) */
 119                 for ( ; i <= last; i++) {
 120                         if (test_bit(i, iop->uptodate)) {
 121                                 plen -= (last - i + 1) * block_size;
 122                                 last = i - 1;
 123                                 break;
 124                         }
 125                 }
 126         }
 127
 128         /*
 129          * If the extent spans the block that contains the i_size, we need to
 130          * handle both halves separately so that we properly zero data in the
 131          * page cache for blocks that are entirely outside of i_size.
 132          */
 133         if (orig_pos <= isize && orig_pos + length > isize) {
 134                 unsigned end = offset_in_page(isize - 1) >> block_bits;
 135
 136                 if (first <= end && last > end)
 137                         plen -= (last - end) * block_size;
 138         }
 139
 140         *offp = poff;
 141         *lenp = plen;
 142 }
 143
 144 static void
 145 iomap_iop_set_range_uptodate(struct page *page, unsigned off, unsigned len)
 146 {
 147         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
 148         struct inode *inode = page->mapping->host;
 149         unsigned first = off >> inode->i_blkbits;
 150         unsigned last = (off + len - 1) >> inode->i_blkbits;
 151         unsigned long flags;
 152
 153         spin_lock_irqsave(&iop->uptodate_lock, flags);
 154         bitmap_set(iop->uptodate, first, last - first + 1);
 155         if (bitmap_full(iop->uptodate, i_blocks_per_page(inode, page)))
 156                 SetPageUptodate(page);
 157         spin_unlock_irqrestore(&iop->uptodate_lock, flags);
 158 }
 159
 160 static void
 161 iomap_set_range_uptodate(struct page *page, unsigned off, unsigned len)
 162 {
 163         if (PageError(page))
 164                 return;
 165
 166         if (page_has_private(page))
 167                 iomap_iop_set_range_uptodate(page, off, len);
 168         else
 169                 SetPageUptodate(page);
 170 }
 171
 172 static void
 173 iomap_read_page_end_io(struct bio_vec *bvec, int error)
 174 {
 175         struct page *page = bvec->bv_page;
 176         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
 177
 178         if (unlikely(error)) {
 179                 ClearPageUptodate(page);
 180                 SetPageError(page);
 181         } else {
 182                 iomap_set_range_uptodate(page, bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
 183         }
 184
 185         if (!iop || atomic_sub_and_test(bvec->bv_len, &iop->read_bytes_pending))
 186                 unlock_page(page);
 187 }
 188
 189 static void
 190 iomap_read_end_io(struct bio *bio)
 191 {
 192         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
 193         struct bio_vec *bvec;
 194         struct bvec_iter_all iter_all;
 195
 196         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
 197                 iomap_read_page_end_io(bvec, error);
 198         bio_put(bio);
 199 }
 200
 201 struct iomap_readpage_ctx {
 202         struct page             *cur_page;
 203         bool                    cur_page_in_bio;
 204         struct bio              *bio;
 205         struct readahead_control *rac;
 206 };
 207
 208 static loff_t iomap_read_inline_data(const struct iomap_iter *iter,
 209                 struct page *page)
 210 {
 211         const struct iomap *iomap = iomap_iter_srcmap(iter);
 212         size_t size = i_size_read(iter->inode) - iomap->offset;
 213         size_t poff = offset_in_page(iomap->offset);
 214         void *addr;
 215
 216         if (PageUptodate(page))
 217                 return PAGE_SIZE - poff;
 218
 219         if (WARN_ON_ONCE(size > PAGE_SIZE - poff))
 220                 return -EIO;
 221         if (WARN_ON_ONCE(size > PAGE_SIZE -
 222                          offset_in_page(iomap->inline_data)))
 223                 return -EIO;
 224         if (WARN_ON_ONCE(size > iomap->length))
 225                 return -EIO;
 226         if (poff > 0)
 227                 iomap_page_create(iter->inode, page);
 228
 229         addr = kmap_local_page(page) + poff;
 230         memcpy(addr, iomap->inline_data, size);
 231         memset(addr + size, 0, PAGE_SIZE - poff - size);
 232         kunmap_local(addr);
 233         iomap_set_range_uptodate(page, poff, PAGE_SIZE - poff);
 234         return PAGE_SIZE - poff;
 235 }
 236
 237 static inline bool iomap_block_needs_zeroing(const struct iomap_iter *iter,
 238                 loff_t pos)
 239 {
 240         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 241
 242         return srcmap->type != IOMAP_MAPPED ||
 243                 (srcmap->flags & IOMAP_F_NEW) ||
 244                 pos >= i_size_read(iter->inode);
 245 }
 246
 247 static loff_t iomap_readpage_iter(const struct iomap_iter *iter,
 248                 struct iomap_readpage_ctx *ctx, loff_t offset)
 249 {
 250         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 251         loff_t pos = iter->pos + offset;
 252         loff_t length = iomap_length(iter) - offset;
 253         struct page *page = ctx->cur_page;
 254         struct iomap_page *iop;
 255         loff_t orig_pos = pos;
 256         unsigned poff, plen;
 257         sector_t sector;
 258
 259         if (iomap->type == IOMAP_INLINE)
 260                 return min(iomap_read_inline_data(iter, page), length);
 261
 262         /* zero post-eof blocks as the page may be mapped */
 263         iop = iomap_page_create(iter->inode, page);
 264         iomap_adjust_read_range(iter->inode, iop, &pos, length, &poff, &plen);
 265         if (plen == 0)
 266                 goto done;
 267
 268         if (iomap_block_needs_zeroing(iter, pos)) {
 269                 zero_user(page, poff, plen);
 270                 iomap_set_range_uptodate(page, poff, plen);
 271                 goto done;
 272         }
 273
 274         ctx->cur_page_in_bio = true;
 275         if (iop)
 276                 atomic_add(plen, &iop->read_bytes_pending);
 277
 278         sector = iomap_sector(iomap, pos);
 279         if (!ctx->bio ||
 280             bio_end_sector(ctx->bio) != sector ||
 281             bio_add_page(ctx->bio, page, plen, poff) != plen) {
 282                 gfp_t gfp = mapping_gfp_constraint(page->mapping, GFP_KERNEL);
 283                 gfp_t orig_gfp = gfp;
 284                 unsigned int nr_vecs = DIV_ROUND_UP(length, PAGE_SIZE);
 285
 286                 if (ctx->bio)
 287                         submit_bio(ctx->bio);
 288
 289                 if (ctx->rac) /* same as readahead_gfp_mask */
 290                         gfp |= __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 291                 ctx->bio = bio_alloc(gfp, bio_max_segs(nr_vecs));
 292                 /*
 293                  * If the bio_alloc fails, try it again for a single page to
 294                  * avoid having to deal with partial page reads.  This emulates
 295                  * what do_mpage_readpage does.
 296                  */
 297                 if (!ctx->bio)
 298                         ctx->bio = bio_alloc(orig_gfp, 1);
 299                 ctx->bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 300                 if (ctx->rac)
 301                         ctx->bio->bi_opf |= REQ_RAHEAD;
 302                 ctx->bio->bi_iter.bi_sector = sector;
 303                 bio_set_dev(ctx->bio, iomap->bdev);
 304                 ctx->bio->bi_end_io = iomap_read_end_io;
 305                 __bio_add_page(ctx->bio, page, plen, poff);
 306         }
 307 done:
 308         /*
 309          * Move the caller beyond our range so that it keeps making progress.
 310          * For that, we have to include any leading non-uptodate ranges, but
 311          * we can skip trailing ones as they will be handled in the next
 312          * iteration.
 313          */
 314         return pos - orig_pos + plen;
 315 }
 316
 317 int
 318 iomap_readpage(struct page *page, const struct iomap_ops *ops)
 319 {
 320         struct iomap_iter iter = {
 321                 .inode          = page->mapping->host,
 322                 .pos            = page_offset(page),
 323                 .len            = PAGE_SIZE,
 324         };
 325         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
 326                 .cur_page       = page,
 327         };
 328         int ret;
 329
 330         trace_iomap_readpage(page->mapping->host, 1);
 331
 332         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 333                 iter.processed = iomap_readpage_iter(&iter, &ctx, 0);
 334
 335         if (ret < 0)
 336                 SetPageError(page);
 337
 338         if (ctx.bio) {
 339                 submit_bio(ctx.bio);
 340                 WARN_ON_ONCE(!ctx.cur_page_in_bio);
 341         } else {
 342                 WARN_ON_ONCE(ctx.cur_page_in_bio);
 343                 unlock_page(page);
 344         }
 345
 346         /*
 347          * Just like mpage_readahead and block_read_full_page, we always
 348          * return 0 and just mark the page as PageError on errors.  This
 349          * should be cleaned up throughout the stack eventually.
 350          */
 351         return 0;
 352 }
 353 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_readpage);
 354
 355 static loff_t iomap_readahead_iter(const struct iomap_iter *iter,
 356                 struct iomap_readpage_ctx *ctx)
 357 {
 358         loff_t length = iomap_length(iter);
 359         loff_t done, ret;
 360
 361         for (done = 0; done < length; done += ret) {
 362                 if (ctx->cur_page && offset_in_page(iter->pos + done) == 0) {
 363                         if (!ctx->cur_page_in_bio)
 364                                 unlock_page(ctx->cur_page);
 365                         put_page(ctx->cur_page);
 366                         ctx->cur_page = NULL;
 367                 }
 368                 if (!ctx->cur_page) {
 369                         ctx->cur_page = readahead_page(ctx->rac);
 370                         ctx->cur_page_in_bio = false;
 371                 }
 372                 ret = iomap_readpage_iter(iter, ctx, done);
 373         }
 374
 375         return done;
 376 }
 377
 378 /**
 379  * iomap_readahead - Attempt to read pages from a file.
 380  * @rac: Describes the pages to be read.
 381  * @ops: The operations vector for the filesystem.
 382  *
 383  * This function is for filesystems to call to implement their readahead
 384  * address_space operation.
 385  *
 386  * Context: The @ops callbacks may submit I/O (eg to read the addresses of
 387  * blocks from disc), and may wait for it.  The caller may be trying to
 388  * access a different page, and so sleeping excessively should be avoided.
 389  * It may allocate memory, but should avoid costly allocations.  This
 390  * function is called with memalloc_nofs set, so allocations will not cause
 391  * the filesystem to be reentered.
 392  */
 393 void iomap_readahead(struct readahead_control *rac, const struct iomap_ops *ops)
 394 {
 395         struct iomap_iter iter = {
 396                 .inode  = rac->mapping->host,
 397                 .pos    = readahead_pos(rac),
 398                 .len    = readahead_length(rac),
 399         };
 400         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
 401                 .rac    = rac,
 402         };
 403
 404         trace_iomap_readahead(rac->mapping->host, readahead_count(rac));
 405
 406         while (iomap_iter(&iter, ops) > 0)
 407                 iter.processed = iomap_readahead_iter(&iter, &ctx);
 408
 409         if (ctx.bio)
 410                 submit_bio(ctx.bio);
 411         if (ctx.cur_page) {
 412                 if (!ctx.cur_page_in_bio)
 413                         unlock_page(ctx.cur_page);
 414                 put_page(ctx.cur_page);
 415         }
 416 }
 417 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_readahead);
 418
 419 /*
 420  * iomap_is_partially_uptodate checks whether blocks within a page are
 421  * uptodate or not.
 422  *
 423  * Returns true if all blocks which correspond to a file portion
 424  * we want to read within the page are uptodate.
 425  */
 426 int
 427 iomap_is_partially_uptodate(struct page *page, unsigned long from,
 428                 unsigned long count)
 429 {
 430         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
 431         struct inode *inode = page->mapping->host;
 432         unsigned len, first, last;
 433         unsigned i;
 434
 435         /* Limit range to one page */
 436         len = min_t(unsigned, PAGE_SIZE - from, count);
 437
 438         /* First and last blocks in range within page */
 439         first = from >> inode->i_blkbits;
 440         last = (from + len - 1) >> inode->i_blkbits;
 441
 442         if (iop) {
 443                 for (i = first; i <= last; i++)
 444                         if (!test_bit(i, iop->uptodate))
 445                                 return 0;
 446                 return 1;
 447         }
 448
 449         return 0;
 450 }
 451 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_is_partially_uptodate);
 452
 453 int
 454 iomap_releasepage(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
 455 {
 456         trace_iomap_releasepage(page->mapping->host, page_offset(page),
 457                         PAGE_SIZE);
 458
 459         /*
 460          * mm accommodates an old ext3 case where clean pages might not have had
 461          * the dirty bit cleared. Thus, it can send actual dirty pages to
 462          * ->releasepage() via shrink_active_list(); skip those here.
 463          */
 464         if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
 465                 return 0;
 466         iomap_page_release(page);
 467         return 1;
 468 }
 469 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_releasepage);
 470
 471 void
 472 iomap_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset, unsigned int len)
 473 {
 474         trace_iomap_invalidatepage(page->mapping->host, offset, len);
 475
 476         /*
 477          * If we're invalidating the entire page, clear the dirty state from it
 478          * and release it to avoid unnecessary buildup of the LRU.
 479          */
 480         if (offset == 0 && len == PAGE_SIZE) {
 481                 WARN_ON_ONCE(PageWriteback(page));
 482                 cancel_dirty_page(page);
 483                 iomap_page_release(page);
 484         }
 485 }
 486 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_invalidatepage);
 487
 488 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 489 int
 490 iomap_migrate_page(struct address_space *mapping, struct page *newpage,
 491                 struct page *page, enum migrate_mode mode)
 492 {
 493         int ret;
 494
 495         ret = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, 0);
 496         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 497                 return ret;
 498
 499         if (page_has_private(page))
 500                 attach_page_private(newpage, detach_page_private(page));
 501
 502         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 503                 migrate_page_copy(newpage, page);
 504         else
 505                 migrate_page_states(newpage, page);
 506         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 507 }
 508 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_migrate_page);
 509 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
 510
 511 static void
 512 iomap_write_failed(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len)
 513 {
 514         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 515
 516         /*
 517          * Only truncate newly allocated pages beyoned EOF, even if the
 518          * write started inside the existing inode size.
 519          */
 520         if (pos + len > i_size)
 521                 truncate_pagecache_range(inode, max(pos, i_size), pos + len);
 522 }
 523
 524 static int
 525 iomap_read_page_sync(loff_t block_start, struct page *page, unsigned poff,
 526                 unsigned plen, const struct iomap *iomap)
 527 {
 528         struct bio_vec bvec;
 529         struct bio bio;
 530
 531         bio_init(&bio, &bvec, 1);
 532         bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 533         bio.bi_iter.bi_sector = iomap_sector(iomap, block_start);
 534         bio_set_dev(&bio, iomap->bdev);
 535         __bio_add_page(&bio, page, plen, poff);
 536         return submit_bio_wait(&bio);
 537 }
 538
 539 static int __iomap_write_begin(const struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
 540                 unsigned len, struct page *page)
 541 {
 542         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 543         struct iomap_page *iop = iomap_page_create(iter->inode, page);
 544         loff_t block_size = i_blocksize(iter->inode);
 545         loff_t block_start = round_down(pos, block_size);
 546         loff_t block_end = round_up(pos + len, block_size);
 547         unsigned from = offset_in_page(pos), to = from + len, poff, plen;
 548
 549         if (PageUptodate(page))
 550                 return 0;
 551         ClearPageError(page);
 552
 553         do {
 554                 iomap_adjust_read_range(iter->inode, iop, &block_start,
 555                                 block_end - block_start, &poff, &plen);
 556                 if (plen == 0)
 557                         break;
 558
 559                 if (!(iter->flags & IOMAP_UNSHARE) &&
 560                     (from <= poff || from >= poff + plen) &&
 561                     (to <= poff || to >= poff + plen))
 562                         continue;
 563
 564                 if (iomap_block_needs_zeroing(iter, block_start)) {
 565                         if (WARN_ON_ONCE(iter->flags & IOMAP_UNSHARE))
 566                                 return -EIO;
 567                         zero_user_segments(page, poff, from, to, poff + plen);
 568                 } else {
 569                         int status = iomap_read_page_sync(block_start, page,
 570                                         poff, plen, srcmap);
 571                         if (status)
 572                                 return status;
 573                 }
 574                 iomap_set_range_uptodate(page, poff, plen);
 575         } while ((block_start += plen) < block_end);
 576
 577         return 0;
 578 }
 579
 580 static int iomap_write_begin_inline(const struct iomap_iter *iter,
 581                 struct page *page)
 582 {
 583         int ret;
 584
 585         /* needs more work for the tailpacking case; disable for now */
 586         if (WARN_ON_ONCE(iomap_iter_srcmap(iter)->offset != 0))
 587                 return -EIO;
 588         ret = iomap_read_inline_data(iter, page);
 589         if (ret < 0)
 590                 return ret;
 591         return 0;
 592 }
 593
 594 static int iomap_write_begin(const struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
 595                 unsigned len, struct page **pagep)
 596 {
 597         const struct iomap_page_ops *page_ops = iter->iomap.page_ops;
 598         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 599         struct page *page;
 600         int status = 0;
 601
 602         BUG_ON(pos + len > iter->iomap.offset + iter->iomap.length);
 603         if (srcmap != &iter->iomap)
 604                 BUG_ON(pos + len > srcmap->offset + srcmap->length);
 605
 606         if (fatal_signal_pending(current))
 607                 return -EINTR;
 608
 609         if (page_ops && page_ops->page_prepare) {
 610                 status = page_ops->page_prepare(iter->inode, pos, len);
 611                 if (status)
 612                         return status;
 613         }
 614
 615         page = grab_cache_page_write_begin(iter->inode->i_mapping,
 616                                 pos >> PAGE_SHIFT, AOP_FLAG_NOFS);
 617         if (!page) {
 618                 status = -ENOMEM;
 619                 goto out_no_page;
 620         }
 621
 622         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE)
 623                 status = iomap_write_begin_inline(iter, page);
 624         else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD)
 625                 status = __block_write_begin_int(page, pos, len, NULL, srcmap);
 626         else
 627                 status = __iomap_write_begin(iter, pos, len, page);
 628
 629         if (unlikely(status))
 630                 goto out_unlock;
 631
 632         *pagep = page;
 633         return 0;
 634
 635 out_unlock:
 636         unlock_page(page);
 637         put_page(page);
 638         iomap_write_failed(iter->inode, pos, len);
 639
 640 out_no_page:
 641         if (page_ops && page_ops->page_done)
 642                 page_ops->page_done(iter->inode, pos, 0, NULL);
 643         return status;
 644 }
 645
 646 static size_t __iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, size_t len,
 647                 size_t copied, struct page *page)
 648 {
 649         flush_dcache_page(page);
 650
 651         /*
 652          * The blocks that were entirely written will now be uptodate, so we
 653          * don't have to worry about a readpage reading them and overwriting a
 654          * partial write.  However, if we've encountered a short write and only
 655          * partially written into a block, it will not be marked uptodate, so a
 656          * readpage might come in and destroy our partial write.
 657          *
 658          * Do the simplest thing and just treat any short write to a
 659          * non-uptodate page as a zero-length write, and force the caller to
 660          * redo the whole thing.
 661          */
 662         if (unlikely(copied < len && !PageUptodate(page)))
 663                 return 0;
 664         iomap_set_range_uptodate(page, offset_in_page(pos), len);
 665         __set_page_dirty_nobuffers(page);
 666         return copied;
 667 }
 668
 669 static size_t iomap_write_end_inline(const struct iomap_iter *iter,
 670                 struct page *page, loff_t pos, size_t copied)
 671 {
 672         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 673         void *addr;
 674
 675         WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
 676         BUG_ON(!iomap_inline_data_valid(iomap));
 677
 678         flush_dcache_page(page);
 679         addr = kmap_local_page(page) + pos;
 680         memcpy(iomap_inline_data(iomap, pos), addr, copied);
 681         kunmap_local(addr);
 682
 683         mark_inode_dirty(iter->inode);
 684         return copied;
 685 }
 686
 687 /* Returns the number of bytes copied.  May be 0.  Cannot be an errno. */
 688 static size_t iomap_write_end(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, size_t len,
 689                 size_t copied, struct page *page)
 690 {
 691         const struct iomap_page_ops *page_ops = iter->iomap.page_ops;
 692         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 693         loff_t old_size = iter->inode->i_size;
 694         size_t ret;
 695
 696         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE) {
 697                 ret = iomap_write_end_inline(iter, page, pos, copied);
 698         } else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
 699                 ret = block_write_end(NULL, iter->inode->i_mapping, pos, len,
 700                                 copied, page, NULL);
 701         } else {
 702                 ret = __iomap_write_end(iter->inode, pos, len, copied, page);
 703         }
 704
 705         /*
 706          * Update the in-memory inode size after copying the data into the page
 707          * cache.  It's up to the file system to write the updated size to disk,
 708          * preferably after I/O completion so that no stale data is exposed.
 709          */
 710         if (pos + ret > old_size) {
 711                 i_size_write(iter->inode, pos + ret);
 712                 iter->iomap.flags |= IOMAP_F_SIZE_CHANGED;
 713         }
 714         unlock_page(page);
 715
 716         if (old_size < pos)
 717                 pagecache_isize_extended(iter->inode, old_size, pos);
 718         if (page_ops && page_ops->page_done)
 719                 page_ops->page_done(iter->inode, pos, ret, page);
 720         put_page(page);
 721
 722         if (ret < len)
 723                 iomap_write_failed(iter->inode, pos, len);
 724         return ret;
 725 }
 726
 727 static loff_t iomap_write_iter(struct iomap_iter *iter, struct iov_iter *i)
 728 {
 729         loff_t length = iomap_length(iter);
 730         loff_t pos = iter->pos;
 731         ssize_t written = 0;
 732         long status = 0;
 733
 734         do {
 735                 struct page *page;
 736                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
 737                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
 738                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
 739
 740                 offset = offset_in_page(pos);
 741                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
 742                                                 iov_iter_count(i));
 743 again:
 744                 if (bytes > length)
 745                         bytes = length;
 746
 747                 /*
 748                  * Bring in the user page that we'll copy from _first_.
 749                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
 750                  * same page as we're writing to, without it being marked
 751                  * up-to-date.
 752                  */
 753                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes))) {
 754                         status = -EFAULT;
 755                         break;
 756                 }
 757
 758                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &page);
 759                 if (unlikely(status))
 760                         break;
 761
 762                 if (mapping_writably_mapped(iter->inode->i_mapping))
 763                         flush_dcache_page(page);
 764
 765                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, bytes, i);
 766
 767                 status = iomap_write_end(iter, pos, bytes, copied, page);
 768
 769                 if (unlikely(copied != status))
 770                         iov_iter_revert(i, copied - status);
 771
 772                 cond_resched();
 773                 if (unlikely(status == 0)) {
 774                         /*
 775                          * A short copy made iomap_write_end() reject the
 776                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
 777                          * halfway through, might be a race with munmap,
 778                          * might be severe memory pressure.
 779                          */
 780                         if (copied)
 781                                 bytes = copied;
 782                         goto again;
 783                 }
 784                 pos += status;
 785                 written += status;
 786                 length -= status;
 787
 788                 balance_dirty_pages_ratelimited(iter->inode->i_mapping);
 789         } while (iov_iter_count(i) && length);
 790
 791         return written ? written : status;
 792 }
 793
 794 ssize_t
 795 iomap_file_buffered_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *i,
 796                 const struct iomap_ops *ops)
 797 {
 798         struct iomap_iter iter = {
 799                 .inode          = iocb->ki_filp->f_mapping->host,
 800                 .pos            = iocb->ki_pos,
 801                 .len            = iov_iter_count(i),
 802                 .flags          = IOMAP_WRITE,
 803         };
 804         int ret;
 805
 806         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 807                 iter.processed = iomap_write_iter(&iter, i);
 808         if (iter.pos == iocb->ki_pos)
 809                 return ret;
 810         return iter.pos - iocb->ki_pos;
 811 }
 812 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_buffered_write);
 813
 814 static loff_t iomap_unshare_iter(struct iomap_iter *iter)
 815 {
 816         struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 817         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 818         loff_t pos = iter->pos;
 819         loff_t length = iomap_length(iter);
 820         long status = 0;
 821         loff_t written = 0;
 822
 823         /* don't bother with blocks that are not shared to start with */
 824         if (!(iomap->flags & IOMAP_F_SHARED))
 825                 return length;
 826         /* don't bother with holes or unwritten extents */
 827         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 828                 return length;
 829
 830         do {
 831                 unsigned long offset = offset_in_page(pos);
 832                 unsigned long bytes = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - offset, length);
 833                 struct page *page;
 834
 835                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &page);
 836                 if (unlikely(status))
 837                         return status;
 838
 839                 status = iomap_write_end(iter, pos, bytes, bytes, page);
 840                 if (WARN_ON_ONCE(status == 0))
 841                         return -EIO;
 842
 843                 cond_resched();
 844
 845                 pos += status;
 846                 written += status;
 847                 length -= status;
 848
 849                 balance_dirty_pages_ratelimited(iter->inode->i_mapping);
 850         } while (length);
 851
 852         return written;
 853 }
 854
 855 int
 856 iomap_file_unshare(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len,
 857                 const struct iomap_ops *ops)
 858 {
 859         struct iomap_iter iter = {
 860                 .inode          = inode,
 861                 .pos            = pos,
 862                 .len            = len,
 863                 .flags          = IOMAP_WRITE | IOMAP_UNSHARE,
 864         };
 865         int ret;
 866
 867         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 868                 iter.processed = iomap_unshare_iter(&iter);
 869         return ret;
 870 }
 871 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_unshare);
 872
 873 static s64 __iomap_zero_iter(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, u64 length)
 874 {
 875         struct page *page;
 876         int status;
 877         unsigned offset = offset_in_page(pos);
 878         unsigned bytes = min_t(u64, PAGE_SIZE - offset, length);
 879
 880         status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &page);
 881         if (status)
 882                 return status;
 883
 884         zero_user(page, offset, bytes);
 885         mark_page_accessed(page);
 886
 887         return iomap_write_end(iter, pos, bytes, bytes, page);
 888 }
 889
 890 static loff_t iomap_zero_iter(struct iomap_iter *iter, bool *did_zero)
 891 {
 892         struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 893         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 894         loff_t pos = iter->pos;
 895         loff_t length = iomap_length(iter);
 896         loff_t written = 0;
 897
 898         /* already zeroed?  we're done. */
 899         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 900                 return length;
 901
 902         do {
 903                 s64 bytes;
 904
 905                 if (IS_DAX(iter->inode))
 906                         bytes = dax_iomap_zero(pos, length, iomap);
 907                 else
 908                         bytes = __iomap_zero_iter(iter, pos, length);
 909                 if (bytes < 0)
 910                         return bytes;
 911
 912                 pos += bytes;
 913                 length -= bytes;
 914                 written += bytes;
 915                 if (did_zero)
 916                         *did_zero = true;
 917         } while (length > 0);
 918
 919         return written;
 920 }
 921
 922 int
 923 iomap_zero_range(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len, bool *did_zero,
 924                 const struct iomap_ops *ops)
 925 {
 926         struct iomap_iter iter = {
 927                 .inode          = inode,
 928                 .pos            = pos,
 929                 .len            = len,
 930                 .flags          = IOMAP_ZERO,
 931         };
 932         int ret;
 933
 934         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 935                 iter.processed = iomap_zero_iter(&iter, did_zero);
 936         return ret;
 937 }
 938 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_zero_range);
 939
 940 int
 941 iomap_truncate_page(struct inode *inode, loff_t pos, bool *did_zero,
 942                 const struct iomap_ops *ops)
 943 {
 944         unsigned int blocksize = i_blocksize(inode);
 945         unsigned int off = pos & (blocksize - 1);
 946
 947         /* Block boundary? Nothing to do */
 948         if (!off)
 949                 return 0;
 950         return iomap_zero_range(inode, pos, blocksize - off, did_zero, ops);
 951 }
 952 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_truncate_page);
 953
 954 static loff_t iomap_page_mkwrite_iter(struct iomap_iter *iter,
 955                 struct page *page)
 956 {
 957         loff_t length = iomap_length(iter);
 958         int ret;
 959
 960         if (iter->iomap.flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
 961                 ret = __block_write_begin_int(page, iter->pos, length, NULL,
 962                                               &iter->iomap);
 963                 if (ret)
 964                         return ret;
 965                 block_commit_write(page, 0, length);
 966         } else {
 967                 WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
 968                 set_page_dirty(page);
 969         }
 970
 971         return length;
 972 }
 973
 974 vm_fault_t iomap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf, const struct iomap_ops *ops)
 975 {
 976         struct iomap_iter iter = {
 977                 .inode          = file_inode(vmf->vma->vm_file),
 978                 .flags          = IOMAP_WRITE | IOMAP_FAULT,
 979         };
 980         struct page *page = vmf->page;
 981         ssize_t ret;
 982
 983         lock_page(page);
 984         ret = page_mkwrite_check_truncate(page, iter.inode);
 985         if (ret < 0)
 986                 goto out_unlock;
 987         iter.pos = page_offset(page);
 988         iter.len = ret;
 989         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 990                 iter.processed = iomap_page_mkwrite_iter(&iter, page);
 991
 992         if (ret < 0)
 993                 goto out_unlock;
 994         wait_for_stable_page(page);
 995         return VM_FAULT_LOCKED;
 996 out_unlock:
 997         unlock_page(page);
 998         return block_page_mkwrite_return(ret);
 999 }
1000 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_page_mkwrite);
1001
1002 static void
1003 iomap_finish_page_writeback(struct inode *inode, struct page *page,
1004                 int error, unsigned int len)
1005 {
1006         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
1007
1008         if (error) {
1009                 SetPageError(page);
1010                 mapping_set_error(inode->i_mapping, error);
1011         }
1012
1013         WARN_ON_ONCE(i_blocks_per_page(inode, page) > 1 && !iop);
1014         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_bytes_pending) <= 0);
1015
1016         if (!iop || atomic_sub_and_test(len, &iop->write_bytes_pending))
1017                 end_page_writeback(page);
1018 }
1019
1020 /*
1021  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
1022  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
1023  * ioend after this.
1024  */
1025 static void
1026 iomap_finish_ioend(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1027 {
1028         struct inode *inode = ioend->io_inode;
1029         struct bio *bio = &ioend->io_inline_bio;
1030         struct bio *last = ioend->io_bio, *next;
1031         u64 start = bio->bi_iter.bi_sector;
1032         loff_t offset = ioend->io_offset;
1033         bool quiet = bio_flagged(bio, BIO_QUIET);
1034
1035         for (bio = &ioend->io_inline_bio; bio; bio = next) {
1036                 struct bio_vec *bv;
1037                 struct bvec_iter_all iter_all;
1038
1039                 /*
1040                  * For the last bio, bi_private points to the ioend, so we
1041                  * need to explicitly end the iteration here.
1042                  */
1043                 if (bio == last)
1044                         next = NULL;
1045                 else
1046                         next = bio->bi_private;
1047
1048                 /* walk each page on bio, ending page IO on them */
1049                 bio_for_each_segment_all(bv, bio, iter_all)
1050                         iomap_finish_page_writeback(inode, bv->bv_page, error,
1051                                         bv->bv_len);
1052                 bio_put(bio);
1053         }
1054         /* The ioend has been freed by bio_put() */
1055
1056         if (unlikely(error && !quiet)) {
1057                 printk_ratelimited(KERN_ERR
1058 "%s: writeback error on inode %lu, offset %lld, sector %llu",
1059                         inode->i_sb->s_id, inode->i_ino, offset, start);
1060         }
1061 }
1062
1063 void
1064 iomap_finish_ioends(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1065 {
1066         struct list_head tmp;
1067
1068         list_replace_init(&ioend->io_list, &tmp);
1069         iomap_finish_ioend(ioend, error);
1070
1071         while (!list_empty(&tmp)) {
1072                 ioend = list_first_entry(&tmp, struct iomap_ioend, io_list);
1073                 list_del_init(&ioend->io_list);
1074                 iomap_finish_ioend(ioend, error);
1075         }
1076 }
1077 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_finish_ioends);
1078
1079 /*
1080  * We can merge two adjacent ioends if they have the same set of work to do.
1081  */
1082 static bool
1083 iomap_ioend_can_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct iomap_ioend *next)
1084 {
1085         if (ioend->io_bio->bi_status != next->io_bio->bi_status)
1086                 return false;
1087         if ((ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED) ^
1088             (next->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1089                 return false;
1090         if ((ioend->io_type == IOMAP_UNWRITTEN) ^
1091             (next->io_type == IOMAP_UNWRITTEN))
1092                 return false;
1093         if (ioend->io_offset + ioend->io_size != next->io_offset)
1094                 return false;
1095         return true;
1096 }
1097
1098 void
1099 iomap_ioend_try_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct list_head *more_ioends)
1100 {
1101         struct iomap_ioend *next;
1102
1103         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1104
1105         while ((next = list_first_entry_or_null(more_ioends, struct iomap_ioend,
1106                         io_list))) {
1107                 if (!iomap_ioend_can_merge(ioend, next))
1108                         break;
1109                 list_move_tail(&next->io_list, &ioend->io_list);
1110                 ioend->io_size += next->io_size;
1111         }
1112 }
1113 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_ioend_try_merge);
1114
1115 static int
1116 iomap_ioend_compare(void *priv, const struct list_head *a,
1117                 const struct list_head *b)
1118 {
1119         struct iomap_ioend *ia = container_of(a, struct iomap_ioend, io_list);
1120         struct iomap_ioend *ib = container_of(b, struct iomap_ioend, io_list);
1121
1122         if (ia->io_offset < ib->io_offset)
1123                 return -1;
1124         if (ia->io_offset > ib->io_offset)
1125                 return 1;
1126         return 0;
1127 }
1128
1129 void
1130 iomap_sort_ioends(struct list_head *ioend_list)
1131 {
1132         list_sort(NULL, ioend_list, iomap_ioend_compare);
1133 }
1134 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_sort_ioends);
1135
1136 static void iomap_writepage_end_bio(struct bio *bio)
1137 {
1138         struct iomap_ioend *ioend = bio->bi_private;
1139
1140         iomap_finish_ioend(ioend, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Submit the final bio for an ioend.
1145  *
1146  * If @error is non-zero, it means that we have a situation where some part of
1147  * the submission process has failed after we've marked pages for writeback
1148  * and unlocked them.  In this situation, we need to fail the bio instead of
1149  * submitting it.  This typically only happens on a filesystem shutdown.
1150  */
1151 static int
1152 iomap_submit_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, struct iomap_ioend *ioend,
1153                 int error)
1154 {
1155         ioend->io_bio->bi_private = ioend;
1156         ioend->io_bio->bi_end_io = iomap_writepage_end_bio;
1157
1158         if (wpc->ops->prepare_ioend)
1159                 error = wpc->ops->prepare_ioend(ioend, error);
1160         if (error) {
1161                 /*
1162                  * If we're failing the IO now, just mark the ioend with an
1163                  * error and finish it.  This will run IO completion immediately
1164                  * as there is only one reference to the ioend at this point in
1165                  * time.
1166                  */
1167                 ioend->io_bio->bi_status = errno_to_blk_status(error);
1168                 bio_endio(ioend->io_bio);
1169                 return error;
1170         }
1171
1172         submit_bio(ioend->io_bio);
1173         return 0;
1174 }
1175
1176 static struct iomap_ioend *
1177 iomap_alloc_ioend(struct inode *inode, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1178                 loff_t offset, sector_t sector, struct writeback_control *wbc)
1179 {
1180         struct iomap_ioend *ioend;
1181         struct bio *bio;
1182
1183         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_VECS, &iomap_ioend_bioset);
1184         bio_set_dev(bio, wpc->iomap.bdev);
1185         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1186         bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
1187         bio->bi_write_hint = inode->i_write_hint;
1188         wbc_init_bio(wbc, bio);
1189
1190         ioend = container_of(bio, struct iomap_ioend, io_inline_bio);
1191         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1192         ioend->io_type = wpc->iomap.type;
1193         ioend->io_flags = wpc->iomap.flags;
1194         ioend->io_inode = inode;
1195         ioend->io_size = 0;
1196         ioend->io_offset = offset;
1197         ioend->io_bio = bio;
1198         return ioend;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Allocate a new bio, and chain the old bio to the new one.
1203  *
1204  * Note that we have to perform the chaining in this unintuitive order
1205  * so that the bi_private linkage is set up in the right direction for the
1206  * traversal in iomap_finish_ioend().
1207  */
1208 static struct bio *
1209 iomap_chain_bio(struct bio *prev)
1210 {
1211         struct bio *new;
1212
1213         new = bio_alloc(GFP_NOFS, BIO_MAX_VECS);
1214         bio_copy_dev(new, prev);/* also copies over blkcg information */
1215         new->bi_iter.bi_sector = bio_end_sector(prev);
1216         new->bi_opf = prev->bi_opf;
1217         new->bi_write_hint = prev->bi_write_hint;
1218
1219         bio_chain(prev, new);
1220         bio_get(prev);          /* for iomap_finish_ioend */
1221         submit_bio(prev);
1222         return new;
1223 }
1224
1225 static bool
1226 iomap_can_add_to_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, loff_t offset,
1227                 sector_t sector)
1228 {
1229         if ((wpc->iomap.flags & IOMAP_F_SHARED) !=
1230             (wpc->ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1231                 return false;
1232         if (wpc->iomap.type != wpc->ioend->io_type)
1233                 return false;
1234         if (offset != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size)
1235                 return false;
1236         if (sector != bio_end_sector(wpc->ioend->io_bio))
1237                 return false;
1238         return true;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
1243  * first; otherwise finish off the current ioend and start another.
1244  */
1245 static void
1246 iomap_add_to_ioend(struct inode *inode, loff_t offset, struct page *page,
1247                 struct iomap_page *iop, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1248                 struct writeback_control *wbc, struct list_head *iolist)
1249 {
1250         sector_t sector = iomap_sector(&wpc->iomap, offset);
1251         unsigned len = i_blocksize(inode);
1252         unsigned poff = offset & (PAGE_SIZE - 1);
1253
1254         if (!wpc->ioend || !iomap_can_add_to_ioend(wpc, offset, sector)) {
1255                 if (wpc->ioend)
1256                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
1257                 wpc->ioend = iomap_alloc_ioend(inode, wpc, offset, sector, wbc);
1258         }
1259
1260         if (bio_add_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff) != len) {
1261                 wpc->ioend->io_bio = iomap_chain_bio(wpc->ioend->io_bio);
1262                 __bio_add_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff);
1263         }
1264
1265         if (iop)
1266                 atomic_add(len, &iop->write_bytes_pending);
1267         wpc->ioend->io_size += len;
1268         wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, len);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
1273  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
1274  * the forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we're
1275  * adding blocks to is cached in the writepage context, and if the new block
1276  * doesn't append to the cached ioend, it will create a new ioend and cache that
1277  * instead.
1278  *
1279  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
1280  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
1281  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
1282  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
1283  *
1284  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
1285  * writepage context that the caller will need to submit.
1286  */
1287 static int
1288 iomap_writepage_map(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1289                 struct writeback_control *wbc, struct inode *inode,
1290                 struct page *page, u64 end_offset)
1291 {
1292         struct iomap_page *iop = iomap_page_create(inode, page);
1293         struct iomap_ioend *ioend, *next;
1294         unsigned len = i_blocksize(inode);
1295         u64 file_offset; /* file offset of page */
1296         int error = 0, count = 0, i;
1297         LIST_HEAD(submit_list);
1298
1299         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_bytes_pending) != 0);
1300
1301         /*
1302          * Walk through the page to find areas to write back. If we run off the
1303          * end of the current map or find the current map invalid, grab a new
1304          * one.
1305          */
1306         for (i = 0, file_offset = page_offset(page);
1307              i < (PAGE_SIZE >> inode->i_blkbits) && file_offset < end_offset;
1308              i++, file_offset += len) {
1309                 if (iop && !test_bit(i, iop->uptodate))
1310                         continue;
1311
1312                 error = wpc->ops->map_blocks(wpc, inode, file_offset);
1313                 if (error)
1314                         break;
1315                 if (WARN_ON_ONCE(wpc->iomap.type == IOMAP_INLINE))
1316                         continue;
1317                 if (wpc->iomap.type == IOMAP_HOLE)
1318                         continue;
1319                 iomap_add_to_ioend(inode, file_offset, page, iop, wpc, wbc,
1320                                  &submit_list);
1321                 count++;
1322         }
1323
1324         WARN_ON_ONCE(!wpc->ioend && !list_empty(&submit_list));
1325         WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
1326         WARN_ON_ONCE(PageWriteback(page));
1327         WARN_ON_ONCE(PageDirty(page));
1328
1329         /*
1330          * We cannot cancel the ioend directly here on error.  We may have
1331          * already set other pages under writeback and hence we have to run I/O
1332          * completion to mark the error state of the pages under writeback
1333          * appropriately.
1334          */
1335         if (unlikely(error)) {
1336                 /*
1337                  * Let the filesystem know what portion of the current page
1338                  * failed to map. If the page hasn't been added to ioend, it
1339                  * won't be affected by I/O completion and we must unlock it
1340                  * now.
1341                  */
1342                 if (wpc->ops->discard_page)
1343                         wpc->ops->discard_page(page, file_offset);
1344                 if (!count) {
1345                         ClearPageUptodate(page);
1346                         unlock_page(page);
1347                         goto done;
1348                 }
1349         }
1350
1351         set_page_writeback(page);
1352         unlock_page(page);
1353
1354         /*
1355          * Preserve the original error if there was one; catch
1356          * submission errors here and propagate into subsequent ioend
1357          * submissions.
1358          */
1359         list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
1360                 int error2;
1361
1362                 list_del_init(&ioend->io_list);
1363                 error2 = iomap_submit_ioend(wpc, ioend, error);
1364                 if (error2 && !error)
1365                         error = error2;
1366         }
1367
1368         /*
1369          * We can end up here with no error and nothing to write only if we race
1370          * with a partial page truncate on a sub-page block sized filesystem.
1371          */
1372         if (!count)
1373                 end_page_writeback(page);
1374 done:
1375         mapping_set_error(page->mapping, error);
1376         return error;
1377 }
1378
1379 /*
1380  * Write out a dirty page.
1381  *
1382  * For delalloc space on the page, we need to allocate space and flush it.
1383  * For unwritten space on the page, we need to start the conversion to
1384  * regular allocated space.
1385  */
1386 static int
1387 iomap_do_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc, void *data)
1388 {
1389         struct iomap_writepage_ctx *wpc = data;
1390         struct inode *inode = page->mapping->host;
1391         pgoff_t end_index;
1392         u64 end_offset;
1393         loff_t offset;
1394
1395         trace_iomap_writepage(inode, page_offset(page), PAGE_SIZE);
1396
1397         /*
1398          * Refuse to write the page out if we're called from reclaim context.
1399          *
1400          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
1401          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
1402          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
1403          *
1404          * This should never happen except in the case of a VM regression so
1405          * warn about it.
1406          */
1407         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
1408                         PF_MEMALLOC))
1409                 goto redirty;
1410
1411         /*
1412          * Is this page beyond the end of the file?
1413          *
1414          * The page index is less than the end_index, adjust the end_offset
1415          * to the highest offset that this page should represent.
1416          * -----------------------------------------------------
1417          * |                    file mapping           | <EOF> |
1418          * -----------------------------------------------------
1419          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
1420          * ^--------------------------------^----------|--------
1421          * |     desired writeback range    |      see else    |
1422          * ---------------------------------^------------------|
1423          */
1424         offset = i_size_read(inode);
1425         end_index = offset >> PAGE_SHIFT;
1426         if (page->index < end_index)
1427                 end_offset = (loff_t)(page->index + 1) << PAGE_SHIFT;
1428         else {
1429                 /*
1430                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
1431                  * i_size or not.
1432                  * -------------------------------------------------------
1433                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
1434                  * -------------------------------------------------------
1435                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
1436                  * ^--------------------------------^-----------|---------
1437                  * |                                |      Straddles     |
1438                  * ---------------------------------^-----------|--------|
1439                  */
1440                 unsigned offset_into_page = offset & (PAGE_SIZE - 1);
1441
1442                 /*
1443                  * Skip the page if it's fully outside i_size, e.g. due to a
1444                  * truncate operation that's in progress. We must redirty the
1445                  * page so that reclaim stops reclaiming it. Otherwise
1446                  * iomap_vm_releasepage() is called on it and gets confused.
1447                  *
1448                  * Note that the end_index is unsigned long.  If the given
1449                  * offset is greater than 16TB on a 32-bit system then if we
1450                  * checked if the page is fully outside i_size with
1451                  * "if (page->index >= end_index + 1)", "end_index + 1" would
1452                  * overflow and evaluate to 0.  Hence this page would be
1453                  * redirtied and written out repeatedly, which would result in
1454                  * an infinite loop; the user program performing this operation
1455                  * would hang.  Instead, we can detect this situation by
1456                  * checking if the page is totally beyond i_size or if its
1457                  * offset is just equal to the EOF.
1458                  */
1459                 if (page->index > end_index ||
1460                     (page->index == end_index && offset_into_page == 0))
1461                         goto redirty;
1462
1463                 /*
1464                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
1465                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
1466                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
1467                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
1468                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
1469                  * not written out to the file."
1470                  */
1471                 zero_user_segment(page, offset_into_page, PAGE_SIZE);
1472
1473                 /* Adjust the end_offset to the end of file */
1474                 end_offset = offset;
1475         }
1476
1477         return iomap_writepage_map(wpc, wbc, inode, page, end_offset);
1478
1479 redirty:
1480         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1481         unlock_page(page);
1482         return 0;
1483 }
1484
1485 int
1486 iomap_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
1487                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1488                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1489 {
1490         int ret;
1491
1492         wpc->ops = ops;
1493         ret = iomap_do_writepage(page, wbc, wpc);
1494         if (!wpc->ioend)
1495                 return ret;
1496         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1497 }
1498 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepage);
1499
1500 int
1501 iomap_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc,
1502                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1503                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1504 {
1505         int                     ret;
1506
1507         wpc->ops = ops;
1508         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, iomap_do_writepage, wpc);
1509         if (!wpc->ioend)
1510                 return ret;
1511         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1512 }
1513 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepages);
1514
1515 static int __init iomap_init(void)
1516 {
1517         return bioset_init(&iomap_ioend_bioset, 4 * (PAGE_SIZE / SECTOR_SIZE),
1518                            offsetof(struct iomap_ioend, io_inline_bio),
1519                            BIOSET_NEED_BVECS);
1520 }
1521 fs_initcall(iomap_init);