mm/writeback: Add folio_cancel_dirty()
[linux-block.git] / include / linux / pagemap.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_PAGEMAP_H
3 #define _LINUX_PAGEMAP_H
4
5 /*
6  * Copyright 1995 Linus Torvalds
7  */
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/fs.h>
10 #include <linux/list.h>
11 #include <linux/highmem.h>
12 #include <linux/compiler.h>
13 #include <linux/uaccess.h>
14 #include <linux/gfp.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/hardirq.h> /* for in_interrupt() */
17 #include <linux/hugetlb_inline.h>
18
19 struct pagevec;
20
21 static inline bool mapping_empty(struct address_space *mapping)
22 {
23         return xa_empty(&mapping->i_pages);
24 }
25
26 /*
27  * Bits in mapping->flags.
28  */
29 enum mapping_flags {
30         AS_EIO          = 0,    /* IO error on async write */
31         AS_ENOSPC       = 1,    /* ENOSPC on async write */
32         AS_MM_ALL_LOCKS = 2,    /* under mm_take_all_locks() */
33         AS_UNEVICTABLE  = 3,    /* e.g., ramdisk, SHM_LOCK */
34         AS_EXITING      = 4,    /* final truncate in progress */
35         /* writeback related tags are not used */
36         AS_NO_WRITEBACK_TAGS = 5,
37         AS_THP_SUPPORT = 6,     /* THPs supported */
38 };
39
40 /**
41  * mapping_set_error - record a writeback error in the address_space
42  * @mapping: the mapping in which an error should be set
43  * @error: the error to set in the mapping
44  *
45  * When writeback fails in some way, we must record that error so that
46  * userspace can be informed when fsync and the like are called.  We endeavor
47  * to report errors on any file that was open at the time of the error.  Some
48  * internal callers also need to know when writeback errors have occurred.
49  *
50  * When a writeback error occurs, most filesystems will want to call
51  * mapping_set_error to record the error in the mapping so that it can be
52  * reported when the application calls fsync(2).
53  */
54 static inline void mapping_set_error(struct address_space *mapping, int error)
55 {
56         if (likely(!error))
57                 return;
58
59         /* Record in wb_err for checkers using errseq_t based tracking */
60         __filemap_set_wb_err(mapping, error);
61
62         /* Record it in superblock */
63         if (mapping->host)
64                 errseq_set(&mapping->host->i_sb->s_wb_err, error);
65
66         /* Record it in flags for now, for legacy callers */
67         if (error == -ENOSPC)
68                 set_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
69         else
70                 set_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
71 }
72
73 static inline void mapping_set_unevictable(struct address_space *mapping)
74 {
75         set_bit(AS_UNEVICTABLE, &mapping->flags);
76 }
77
78 static inline void mapping_clear_unevictable(struct address_space *mapping)
79 {
80         clear_bit(AS_UNEVICTABLE, &mapping->flags);
81 }
82
83 static inline bool mapping_unevictable(struct address_space *mapping)
84 {
85         return mapping && test_bit(AS_UNEVICTABLE, &mapping->flags);
86 }
87
88 static inline void mapping_set_exiting(struct address_space *mapping)
89 {
90         set_bit(AS_EXITING, &mapping->flags);
91 }
92
93 static inline int mapping_exiting(struct address_space *mapping)
94 {
95         return test_bit(AS_EXITING, &mapping->flags);
96 }
97
98 static inline void mapping_set_no_writeback_tags(struct address_space *mapping)
99 {
100         set_bit(AS_NO_WRITEBACK_TAGS, &mapping->flags);
101 }
102
103 static inline int mapping_use_writeback_tags(struct address_space *mapping)
104 {
105         return !test_bit(AS_NO_WRITEBACK_TAGS, &mapping->flags);
106 }
107
108 static inline gfp_t mapping_gfp_mask(struct address_space * mapping)
109 {
110         return mapping->gfp_mask;
111 }
112
113 /* Restricts the given gfp_mask to what the mapping allows. */
114 static inline gfp_t mapping_gfp_constraint(struct address_space *mapping,
115                 gfp_t gfp_mask)
116 {
117         return mapping_gfp_mask(mapping) & gfp_mask;
118 }
119
120 /*
121  * This is non-atomic.  Only to be used before the mapping is activated.
122  * Probably needs a barrier...
123  */
124 static inline void mapping_set_gfp_mask(struct address_space *m, gfp_t mask)
125 {
126         m->gfp_mask = mask;
127 }
128
129 static inline bool mapping_thp_support(struct address_space *mapping)
130 {
131         return test_bit(AS_THP_SUPPORT, &mapping->flags);
132 }
133
134 static inline int filemap_nr_thps(struct address_space *mapping)
135 {
136 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
137         return atomic_read(&mapping->nr_thps);
138 #else
139         return 0;
140 #endif
141 }
142
143 static inline void filemap_nr_thps_inc(struct address_space *mapping)
144 {
145 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
146         if (!mapping_thp_support(mapping))
147                 atomic_inc(&mapping->nr_thps);
148 #else
149         WARN_ON_ONCE(1);
150 #endif
151 }
152
153 static inline void filemap_nr_thps_dec(struct address_space *mapping)
154 {
155 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
156         if (!mapping_thp_support(mapping))
157                 atomic_dec(&mapping->nr_thps);
158 #else
159         WARN_ON_ONCE(1);
160 #endif
161 }
162
163 void release_pages(struct page **pages, int nr);
164
165 struct address_space *page_mapping(struct page *);
166 struct address_space *folio_mapping(struct folio *);
167 struct address_space *swapcache_mapping(struct folio *);
168
169 /**
170  * folio_file_mapping - Find the mapping this folio belongs to.
171  * @folio: The folio.
172  *
173  * For folios which are in the page cache, return the mapping that this
174  * page belongs to.  Folios in the swap cache return the mapping of the
175  * swap file or swap device where the data is stored.  This is different
176  * from the mapping returned by folio_mapping().  The only reason to
177  * use it is if, like NFS, you return 0 from ->activate_swapfile.
178  *
179  * Do not call this for folios which aren't in the page cache or swap cache.
180  */
181 static inline struct address_space *folio_file_mapping(struct folio *folio)
182 {
183         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
184                 return swapcache_mapping(folio);
185
186         return folio->mapping;
187 }
188
189 static inline struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
190 {
191         return folio_file_mapping(page_folio(page));
192 }
193
194 /*
195  * For file cache pages, return the address_space, otherwise return NULL
196  */
197 static inline struct address_space *page_mapping_file(struct page *page)
198 {
199         struct folio *folio = page_folio(page);
200
201         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
202                 return NULL;
203         return folio_mapping(folio);
204 }
205
206 static inline bool page_cache_add_speculative(struct page *page, int count)
207 {
208         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
209         return folio_ref_try_add_rcu((struct folio *)page, count);
210 }
211
212 static inline bool page_cache_get_speculative(struct page *page)
213 {
214         return page_cache_add_speculative(page, 1);
215 }
216
217 /**
218  * folio_attach_private - Attach private data to a folio.
219  * @folio: Folio to attach data to.
220  * @data: Data to attach to folio.
221  *
222  * Attaching private data to a folio increments the page's reference count.
223  * The data must be detached before the folio will be freed.
224  */
225 static inline void folio_attach_private(struct folio *folio, void *data)
226 {
227         folio_get(folio);
228         folio->private = data;
229         folio_set_private(folio);
230 }
231
232 /**
233  * folio_detach_private - Detach private data from a folio.
234  * @folio: Folio to detach data from.
235  *
236  * Removes the data that was previously attached to the folio and decrements
237  * the refcount on the page.
238  *
239  * Return: Data that was attached to the folio.
240  */
241 static inline void *folio_detach_private(struct folio *folio)
242 {
243         void *data = folio_get_private(folio);
244
245         if (!folio_test_private(folio))
246                 return NULL;
247         folio_clear_private(folio);
248         folio->private = NULL;
249         folio_put(folio);
250
251         return data;
252 }
253
254 static inline void attach_page_private(struct page *page, void *data)
255 {
256         folio_attach_private(page_folio(page), data);
257 }
258
259 static inline void *detach_page_private(struct page *page)
260 {
261         return folio_detach_private(page_folio(page));
262 }
263
264 #ifdef CONFIG_NUMA
265 extern struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp);
266 #else
267 static inline struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp)
268 {
269         return alloc_pages(gfp, 0);
270 }
271 #endif
272
273 static inline struct page *page_cache_alloc(struct address_space *x)
274 {
275         return __page_cache_alloc(mapping_gfp_mask(x));
276 }
277
278 static inline gfp_t readahead_gfp_mask(struct address_space *x)
279 {
280         return mapping_gfp_mask(x) | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
281 }
282
283 typedef int filler_t(void *, struct page *);
284
285 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
286                              pgoff_t index, unsigned long max_scan);
287 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
288                              pgoff_t index, unsigned long max_scan);
289
290 #define FGP_ACCESSED            0x00000001
291 #define FGP_LOCK                0x00000002
292 #define FGP_CREAT               0x00000004
293 #define FGP_WRITE               0x00000008
294 #define FGP_NOFS                0x00000010
295 #define FGP_NOWAIT              0x00000020
296 #define FGP_FOR_MMAP            0x00000040
297 #define FGP_HEAD                0x00000080
298 #define FGP_ENTRY               0x00000100
299
300 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t offset,
301                 int fgp_flags, gfp_t cache_gfp_mask);
302
303 /**
304  * find_get_page - find and get a page reference
305  * @mapping: the address_space to search
306  * @offset: the page index
307  *
308  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
309  * page cache page, it is returned with an increased refcount.
310  *
311  * Otherwise, %NULL is returned.
312  */
313 static inline struct page *find_get_page(struct address_space *mapping,
314                                         pgoff_t offset)
315 {
316         return pagecache_get_page(mapping, offset, 0, 0);
317 }
318
319 static inline struct page *find_get_page_flags(struct address_space *mapping,
320                                         pgoff_t offset, int fgp_flags)
321 {
322         return pagecache_get_page(mapping, offset, fgp_flags, 0);
323 }
324
325 /**
326  * find_lock_page - locate, pin and lock a pagecache page
327  * @mapping: the address_space to search
328  * @index: the page index
329  *
330  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If there is a
331  * page cache page, it is returned locked and with an increased
332  * refcount.
333  *
334  * Context: May sleep.
335  * Return: A struct page or %NULL if there is no page in the cache for this
336  * index.
337  */
338 static inline struct page *find_lock_page(struct address_space *mapping,
339                                         pgoff_t index)
340 {
341         return pagecache_get_page(mapping, index, FGP_LOCK, 0);
342 }
343
344 /**
345  * find_lock_head - Locate, pin and lock a pagecache page.
346  * @mapping: The address_space to search.
347  * @index: The page index.
348  *
349  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If there is a
350  * page cache page, its head page is returned locked and with an increased
351  * refcount.
352  *
353  * Context: May sleep.
354  * Return: A struct page which is !PageTail, or %NULL if there is no page
355  * in the cache for this index.
356  */
357 static inline struct page *find_lock_head(struct address_space *mapping,
358                                         pgoff_t index)
359 {
360         return pagecache_get_page(mapping, index, FGP_LOCK | FGP_HEAD, 0);
361 }
362
363 /**
364  * find_or_create_page - locate or add a pagecache page
365  * @mapping: the page's address_space
366  * @index: the page's index into the mapping
367  * @gfp_mask: page allocation mode
368  *
369  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
370  * page cache page, it is returned locked and with an increased
371  * refcount.
372  *
373  * If the page is not present, a new page is allocated using @gfp_mask
374  * and added to the page cache and the VM's LRU list.  The page is
375  * returned locked and with an increased refcount.
376  *
377  * On memory exhaustion, %NULL is returned.
378  *
379  * find_or_create_page() may sleep, even if @gfp_flags specifies an
380  * atomic allocation!
381  */
382 static inline struct page *find_or_create_page(struct address_space *mapping,
383                                         pgoff_t index, gfp_t gfp_mask)
384 {
385         return pagecache_get_page(mapping, index,
386                                         FGP_LOCK|FGP_ACCESSED|FGP_CREAT,
387                                         gfp_mask);
388 }
389
390 /**
391  * grab_cache_page_nowait - returns locked page at given index in given cache
392  * @mapping: target address_space
393  * @index: the page index
394  *
395  * Same as grab_cache_page(), but do not wait if the page is unavailable.
396  * This is intended for speculative data generators, where the data can
397  * be regenerated if the page couldn't be grabbed.  This routine should
398  * be safe to call while holding the lock for another page.
399  *
400  * Clear __GFP_FS when allocating the page to avoid recursion into the fs
401  * and deadlock against the caller's locked page.
402  */
403 static inline struct page *grab_cache_page_nowait(struct address_space *mapping,
404                                 pgoff_t index)
405 {
406         return pagecache_get_page(mapping, index,
407                         FGP_LOCK|FGP_CREAT|FGP_NOFS|FGP_NOWAIT,
408                         mapping_gfp_mask(mapping));
409 }
410
411 /* Does this page contain this index? */
412 static inline bool thp_contains(struct page *head, pgoff_t index)
413 {
414         /* HugeTLBfs indexes the page cache in units of hpage_size */
415         if (PageHuge(head))
416                 return head->index == index;
417         return page_index(head) == (index & ~(thp_nr_pages(head) - 1UL));
418 }
419
420 #define swapcache_index(folio)  __page_file_index(&(folio)->page)
421
422 /**
423  * folio_index - File index of a folio.
424  * @folio: The folio.
425  *
426  * For a folio which is either in the page cache or the swap cache,
427  * return its index within the address_space it belongs to.  If you know
428  * the page is definitely in the page cache, you can look at the folio's
429  * index directly.
430  *
431  * Return: The index (offset in units of pages) of a folio in its file.
432  */
433 static inline pgoff_t folio_index(struct folio *folio)
434 {
435         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
436                 return swapcache_index(folio);
437         return folio->index;
438 }
439
440 /**
441  * folio_next_index - Get the index of the next folio.
442  * @folio: The current folio.
443  *
444  * Return: The index of the folio which follows this folio in the file.
445  */
446 static inline pgoff_t folio_next_index(struct folio *folio)
447 {
448         return folio->index + folio_nr_pages(folio);
449 }
450
451 /**
452  * folio_file_page - The page for a particular index.
453  * @folio: The folio which contains this index.
454  * @index: The index we want to look up.
455  *
456  * Sometimes after looking up a folio in the page cache, we need to
457  * obtain the specific page for an index (eg a page fault).
458  *
459  * Return: The page containing the file data for this index.
460  */
461 static inline struct page *folio_file_page(struct folio *folio, pgoff_t index)
462 {
463         /* HugeTLBfs indexes the page cache in units of hpage_size */
464         if (folio_test_hugetlb(folio))
465                 return &folio->page;
466         return folio_page(folio, index & (folio_nr_pages(folio) - 1));
467 }
468
469 /**
470  * folio_contains - Does this folio contain this index?
471  * @folio: The folio.
472  * @index: The page index within the file.
473  *
474  * Context: The caller should have the page locked in order to prevent
475  * (eg) shmem from moving the page between the page cache and swap cache
476  * and changing its index in the middle of the operation.
477  * Return: true or false.
478  */
479 static inline bool folio_contains(struct folio *folio, pgoff_t index)
480 {
481         /* HugeTLBfs indexes the page cache in units of hpage_size */
482         if (folio_test_hugetlb(folio))
483                 return folio->index == index;
484         return index - folio_index(folio) < folio_nr_pages(folio);
485 }
486
487 /*
488  * Given the page we found in the page cache, return the page corresponding
489  * to this index in the file
490  */
491 static inline struct page *find_subpage(struct page *head, pgoff_t index)
492 {
493         /* HugeTLBfs wants the head page regardless */
494         if (PageHuge(head))
495                 return head;
496
497         return head + (index & (thp_nr_pages(head) - 1));
498 }
499
500 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
501                 pgoff_t end, struct pagevec *pvec, pgoff_t *indices);
502 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
503                         pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
504                         struct page **pages);
505 static inline unsigned find_get_pages(struct address_space *mapping,
506                         pgoff_t *start, unsigned int nr_pages,
507                         struct page **pages)
508 {
509         return find_get_pages_range(mapping, start, (pgoff_t)-1, nr_pages,
510                                     pages);
511 }
512 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
513                                unsigned int nr_pages, struct page **pages);
514 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
515                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
516                         struct page **pages);
517 static inline unsigned find_get_pages_tag(struct address_space *mapping,
518                         pgoff_t *index, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
519                         struct page **pages)
520 {
521         return find_get_pages_range_tag(mapping, index, (pgoff_t)-1, tag,
522                                         nr_pages, pages);
523 }
524
525 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
526                         pgoff_t index, unsigned flags);
527
528 /*
529  * Returns locked page at given index in given cache, creating it if needed.
530  */
531 static inline struct page *grab_cache_page(struct address_space *mapping,
532                                                                 pgoff_t index)
533 {
534         return find_or_create_page(mapping, index, mapping_gfp_mask(mapping));
535 }
536
537 extern struct page * read_cache_page(struct address_space *mapping,
538                                 pgoff_t index, filler_t *filler, void *data);
539 extern struct page * read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
540                                 pgoff_t index, gfp_t gfp_mask);
541 extern int read_cache_pages(struct address_space *mapping,
542                 struct list_head *pages, filler_t *filler, void *data);
543
544 static inline struct page *read_mapping_page(struct address_space *mapping,
545                                 pgoff_t index, void *data)
546 {
547         return read_cache_page(mapping, index, NULL, data);
548 }
549
550 /*
551  * Get index of the page within radix-tree (but not for hugetlb pages).
552  * (TODO: remove once hugetlb pages will have ->index in PAGE_SIZE)
553  */
554 static inline pgoff_t page_to_index(struct page *page)
555 {
556         struct page *head;
557
558         if (likely(!PageTransTail(page)))
559                 return page->index;
560
561         head = compound_head(page);
562         /*
563          *  We don't initialize ->index for tail pages: calculate based on
564          *  head page
565          */
566         return head->index + page - head;
567 }
568
569 extern pgoff_t hugetlb_basepage_index(struct page *page);
570
571 /*
572  * Get the offset in PAGE_SIZE (even for hugetlb pages).
573  * (TODO: hugetlb pages should have ->index in PAGE_SIZE)
574  */
575 static inline pgoff_t page_to_pgoff(struct page *page)
576 {
577         if (unlikely(PageHuge(page)))
578                 return hugetlb_basepage_index(page);
579         return page_to_index(page);
580 }
581
582 /*
583  * Return byte-offset into filesystem object for page.
584  */
585 static inline loff_t page_offset(struct page *page)
586 {
587         return ((loff_t)page->index) << PAGE_SHIFT;
588 }
589
590 static inline loff_t page_file_offset(struct page *page)
591 {
592         return ((loff_t)page_index(page)) << PAGE_SHIFT;
593 }
594
595 /**
596  * folio_pos - Returns the byte position of this folio in its file.
597  * @folio: The folio.
598  */
599 static inline loff_t folio_pos(struct folio *folio)
600 {
601         return page_offset(&folio->page);
602 }
603
604 /**
605  * folio_file_pos - Returns the byte position of this folio in its file.
606  * @folio: The folio.
607  *
608  * This differs from folio_pos() for folios which belong to a swap file.
609  * NFS is the only filesystem today which needs to use folio_file_pos().
610  */
611 static inline loff_t folio_file_pos(struct folio *folio)
612 {
613         return page_file_offset(&folio->page);
614 }
615
616 extern pgoff_t linear_hugepage_index(struct vm_area_struct *vma,
617                                      unsigned long address);
618
619 static inline pgoff_t linear_page_index(struct vm_area_struct *vma,
620                                         unsigned long address)
621 {
622         pgoff_t pgoff;
623         if (unlikely(is_vm_hugetlb_page(vma)))
624                 return linear_hugepage_index(vma, address);
625         pgoff = (address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
626         pgoff += vma->vm_pgoff;
627         return pgoff;
628 }
629
630 struct wait_page_key {
631         struct folio *folio;
632         int bit_nr;
633         int page_match;
634 };
635
636 struct wait_page_queue {
637         struct folio *folio;
638         int bit_nr;
639         wait_queue_entry_t wait;
640 };
641
642 static inline bool wake_page_match(struct wait_page_queue *wait_page,
643                                   struct wait_page_key *key)
644 {
645         if (wait_page->folio != key->folio)
646                return false;
647         key->page_match = 1;
648
649         if (wait_page->bit_nr != key->bit_nr)
650                 return false;
651
652         return true;
653 }
654
655 void __folio_lock(struct folio *folio);
656 int __folio_lock_killable(struct folio *folio);
657 bool __folio_lock_or_retry(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
658                                 unsigned int flags);
659 void unlock_page(struct page *page);
660 void folio_unlock(struct folio *folio);
661
662 static inline bool folio_trylock(struct folio *folio)
663 {
664         return likely(!test_and_set_bit_lock(PG_locked, folio_flags(folio, 0)));
665 }
666
667 /*
668  * Return true if the page was successfully locked
669  */
670 static inline int trylock_page(struct page *page)
671 {
672         return folio_trylock(page_folio(page));
673 }
674
675 static inline void folio_lock(struct folio *folio)
676 {
677         might_sleep();
678         if (!folio_trylock(folio))
679                 __folio_lock(folio);
680 }
681
682 /*
683  * lock_page may only be called if we have the page's inode pinned.
684  */
685 static inline void lock_page(struct page *page)
686 {
687         struct folio *folio;
688         might_sleep();
689
690         folio = page_folio(page);
691         if (!folio_trylock(folio))
692                 __folio_lock(folio);
693 }
694
695 static inline int folio_lock_killable(struct folio *folio)
696 {
697         might_sleep();
698         if (!folio_trylock(folio))
699                 return __folio_lock_killable(folio);
700         return 0;
701 }
702
703 /*
704  * lock_page_killable is like lock_page but can be interrupted by fatal
705  * signals.  It returns 0 if it locked the page and -EINTR if it was
706  * killed while waiting.
707  */
708 static inline int lock_page_killable(struct page *page)
709 {
710         return folio_lock_killable(page_folio(page));
711 }
712
713 /*
714  * lock_page_or_retry - Lock the page, unless this would block and the
715  * caller indicated that it can handle a retry.
716  *
717  * Return value and mmap_lock implications depend on flags; see
718  * __folio_lock_or_retry().
719  */
720 static inline bool lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
721                                      unsigned int flags)
722 {
723         struct folio *folio;
724         might_sleep();
725
726         folio = page_folio(page);
727         return folio_trylock(folio) || __folio_lock_or_retry(folio, mm, flags);
728 }
729
730 /*
731  * This is exported only for folio_wait_locked/folio_wait_writeback, etc.,
732  * and should not be used directly.
733  */
734 void folio_wait_bit(struct folio *folio, int bit_nr);
735 int folio_wait_bit_killable(struct folio *folio, int bit_nr);
736
737 /* 
738  * Wait for a folio to be unlocked.
739  *
740  * This must be called with the caller "holding" the folio,
741  * ie with increased "page->count" so that the folio won't
742  * go away during the wait..
743  */
744 static inline void folio_wait_locked(struct folio *folio)
745 {
746         if (folio_test_locked(folio))
747                 folio_wait_bit(folio, PG_locked);
748 }
749
750 static inline int folio_wait_locked_killable(struct folio *folio)
751 {
752         if (!folio_test_locked(folio))
753                 return 0;
754         return folio_wait_bit_killable(folio, PG_locked);
755 }
756
757 static inline void wait_on_page_locked(struct page *page)
758 {
759         folio_wait_locked(page_folio(page));
760 }
761
762 static inline int wait_on_page_locked_killable(struct page *page)
763 {
764         return folio_wait_locked_killable(page_folio(page));
765 }
766
767 int put_and_wait_on_page_locked(struct page *page, int state);
768 void wait_on_page_writeback(struct page *page);
769 void folio_wait_writeback(struct folio *folio);
770 int folio_wait_writeback_killable(struct folio *folio);
771 void end_page_writeback(struct page *page);
772 void folio_end_writeback(struct folio *folio);
773 void wait_for_stable_page(struct page *page);
774 void folio_wait_stable(struct folio *folio);
775 void __folio_mark_dirty(struct folio *folio, struct address_space *, int warn);
776 static inline void __set_page_dirty(struct page *page,
777                 struct address_space *mapping, int warn)
778 {
779         __folio_mark_dirty(page_folio(page), mapping, warn);
780 }
781 void folio_account_cleaned(struct folio *folio, struct address_space *mapping,
782                           struct bdi_writeback *wb);
783 static inline void account_page_cleaned(struct page *page,
784                 struct address_space *mapping, struct bdi_writeback *wb)
785 {
786         return folio_account_cleaned(page_folio(page), mapping, wb);
787 }
788 void __folio_cancel_dirty(struct folio *folio);
789 static inline void folio_cancel_dirty(struct folio *folio)
790 {
791         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
792         if (folio_test_dirty(folio))
793                 __folio_cancel_dirty(folio);
794 }
795 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
796 {
797         folio_cancel_dirty(page_folio(page));
798 }
799
800 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
801 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
802
803 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err);
804
805 void folio_end_private_2(struct folio *folio);
806 void folio_wait_private_2(struct folio *folio);
807 int folio_wait_private_2_killable(struct folio *folio);
808
809 /*
810  * Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
811  */
812 void folio_add_wait_queue(struct folio *folio, wait_queue_entry_t *waiter);
813
814 /*
815  * Fault everything in given userspace address range in.
816  */
817 static inline int fault_in_pages_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
818 {
819         char __user *end = uaddr + size - 1;
820
821         if (unlikely(size == 0))
822                 return 0;
823
824         if (unlikely(uaddr > end))
825                 return -EFAULT;
826         /*
827          * Writing zeroes into userspace here is OK, because we know that if
828          * the zero gets there, we'll be overwriting it.
829          */
830         do {
831                 if (unlikely(__put_user(0, uaddr) != 0))
832                         return -EFAULT;
833                 uaddr += PAGE_SIZE;
834         } while (uaddr <= end);
835
836         /* Check whether the range spilled into the next page. */
837         if (((unsigned long)uaddr & PAGE_MASK) ==
838                         ((unsigned long)end & PAGE_MASK))
839                 return __put_user(0, end);
840
841         return 0;
842 }
843
844 static inline int fault_in_pages_readable(const char __user *uaddr, size_t size)
845 {
846         volatile char c;
847         const char __user *end = uaddr + size - 1;
848
849         if (unlikely(size == 0))
850                 return 0;
851
852         if (unlikely(uaddr > end))
853                 return -EFAULT;
854
855         do {
856                 if (unlikely(__get_user(c, uaddr) != 0))
857                         return -EFAULT;
858                 uaddr += PAGE_SIZE;
859         } while (uaddr <= end);
860
861         /* Check whether the range spilled into the next page. */
862         if (((unsigned long)uaddr & PAGE_MASK) ==
863                         ((unsigned long)end & PAGE_MASK)) {
864                 return __get_user(c, end);
865         }
866
867         (void)c;
868         return 0;
869 }
870
871 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
872                                 pgoff_t index, gfp_t gfp_mask);
873 int add_to_page_cache_lru(struct page *page, struct address_space *mapping,
874                                 pgoff_t index, gfp_t gfp_mask);
875 extern void delete_from_page_cache(struct page *page);
876 extern void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow);
877 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new);
878 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
879                                   struct pagevec *pvec);
880 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *, loff_t start, loff_t end,
881                 int whence);
882
883 /*
884  * Like add_to_page_cache_locked, but used to add newly allocated pages:
885  * the page is new, so we can just run __SetPageLocked() against it.
886  */
887 static inline int add_to_page_cache(struct page *page,
888                 struct address_space *mapping, pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
889 {
890         int error;
891
892         __SetPageLocked(page);
893         error = add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset, gfp_mask);
894         if (unlikely(error))
895                 __ClearPageLocked(page);
896         return error;
897 }
898
899 /**
900  * struct readahead_control - Describes a readahead request.
901  *
902  * A readahead request is for consecutive pages.  Filesystems which
903  * implement the ->readahead method should call readahead_page() or
904  * readahead_page_batch() in a loop and attempt to start I/O against
905  * each page in the request.
906  *
907  * Most of the fields in this struct are private and should be accessed
908  * by the functions below.
909  *
910  * @file: The file, used primarily by network filesystems for authentication.
911  *        May be NULL if invoked internally by the filesystem.
912  * @mapping: Readahead this filesystem object.
913  * @ra: File readahead state.  May be NULL.
914  */
915 struct readahead_control {
916         struct file *file;
917         struct address_space *mapping;
918         struct file_ra_state *ra;
919 /* private: use the readahead_* accessors instead */
920         pgoff_t _index;
921         unsigned int _nr_pages;
922         unsigned int _batch_count;
923 };
924
925 #define DEFINE_READAHEAD(ractl, f, r, m, i)                             \
926         struct readahead_control ractl = {                              \
927                 .file = f,                                              \
928                 .mapping = m,                                           \
929                 .ra = r,                                                \
930                 ._index = i,                                            \
931         }
932
933 #define VM_READAHEAD_PAGES      (SZ_128K / PAGE_SIZE)
934
935 void page_cache_ra_unbounded(struct readahead_control *,
936                 unsigned long nr_to_read, unsigned long lookahead_count);
937 void page_cache_sync_ra(struct readahead_control *, unsigned long req_count);
938 void page_cache_async_ra(struct readahead_control *, struct page *,
939                 unsigned long req_count);
940 void readahead_expand(struct readahead_control *ractl,
941                       loff_t new_start, size_t new_len);
942
943 /**
944  * page_cache_sync_readahead - generic file readahead
945  * @mapping: address_space which holds the pagecache and I/O vectors
946  * @ra: file_ra_state which holds the readahead state
947  * @file: Used by the filesystem for authentication.
948  * @index: Index of first page to be read.
949  * @req_count: Total number of pages being read by the caller.
950  *
951  * page_cache_sync_readahead() should be called when a cache miss happened:
952  * it will submit the read.  The readahead logic may decide to piggyback more
953  * pages onto the read request if access patterns suggest it will improve
954  * performance.
955  */
956 static inline
957 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
958                 struct file_ra_state *ra, struct file *file, pgoff_t index,
959                 unsigned long req_count)
960 {
961         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, index);
962         page_cache_sync_ra(&ractl, req_count);
963 }
964
965 /**
966  * page_cache_async_readahead - file readahead for marked pages
967  * @mapping: address_space which holds the pagecache and I/O vectors
968  * @ra: file_ra_state which holds the readahead state
969  * @file: Used by the filesystem for authentication.
970  * @page: The page at @index which triggered the readahead call.
971  * @index: Index of first page to be read.
972  * @req_count: Total number of pages being read by the caller.
973  *
974  * page_cache_async_readahead() should be called when a page is used which
975  * is marked as PageReadahead; this is a marker to suggest that the application
976  * has used up enough of the readahead window that we should start pulling in
977  * more pages.
978  */
979 static inline
980 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
981                 struct file_ra_state *ra, struct file *file,
982                 struct page *page, pgoff_t index, unsigned long req_count)
983 {
984         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, index);
985         page_cache_async_ra(&ractl, page, req_count);
986 }
987
988 /**
989  * readahead_page - Get the next page to read.
990  * @rac: The current readahead request.
991  *
992  * Context: The page is locked and has an elevated refcount.  The caller
993  * should decreases the refcount once the page has been submitted for I/O
994  * and unlock the page once all I/O to that page has completed.
995  * Return: A pointer to the next page, or %NULL if we are done.
996  */
997 static inline struct page *readahead_page(struct readahead_control *rac)
998 {
999         struct page *page;
1000
1001         BUG_ON(rac->_batch_count > rac->_nr_pages);
1002         rac->_nr_pages -= rac->_batch_count;
1003         rac->_index += rac->_batch_count;
1004
1005         if (!rac->_nr_pages) {
1006                 rac->_batch_count = 0;
1007                 return NULL;
1008         }
1009
1010         page = xa_load(&rac->mapping->i_pages, rac->_index);
1011         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1012         rac->_batch_count = thp_nr_pages(page);
1013
1014         return page;
1015 }
1016
1017 static inline unsigned int __readahead_batch(struct readahead_control *rac,
1018                 struct page **array, unsigned int array_sz)
1019 {
1020         unsigned int i = 0;
1021         XA_STATE(xas, &rac->mapping->i_pages, 0);
1022         struct page *page;
1023
1024         BUG_ON(rac->_batch_count > rac->_nr_pages);
1025         rac->_nr_pages -= rac->_batch_count;
1026         rac->_index += rac->_batch_count;
1027         rac->_batch_count = 0;
1028
1029         xas_set(&xas, rac->_index);
1030         rcu_read_lock();
1031         xas_for_each(&xas, page, rac->_index + rac->_nr_pages - 1) {
1032                 if (xas_retry(&xas, page))
1033                         continue;
1034                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1035                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
1036                 array[i++] = page;
1037                 rac->_batch_count += thp_nr_pages(page);
1038
1039                 /*
1040                  * The page cache isn't using multi-index entries yet,
1041                  * so the xas cursor needs to be manually moved to the
1042                  * next index.  This can be removed once the page cache
1043                  * is converted.
1044                  */
1045                 if (PageHead(page))
1046                         xas_set(&xas, rac->_index + rac->_batch_count);
1047
1048                 if (i == array_sz)
1049                         break;
1050         }
1051         rcu_read_unlock();
1052
1053         return i;
1054 }
1055
1056 /**
1057  * readahead_page_batch - Get a batch of pages to read.
1058  * @rac: The current readahead request.
1059  * @array: An array of pointers to struct page.
1060  *
1061  * Context: The pages are locked and have an elevated refcount.  The caller
1062  * should decreases the refcount once the page has been submitted for I/O
1063  * and unlock the page once all I/O to that page has completed.
1064  * Return: The number of pages placed in the array.  0 indicates the request
1065  * is complete.
1066  */
1067 #define readahead_page_batch(rac, array)                                \
1068         __readahead_batch(rac, array, ARRAY_SIZE(array))
1069
1070 /**
1071  * readahead_pos - The byte offset into the file of this readahead request.
1072  * @rac: The readahead request.
1073  */
1074 static inline loff_t readahead_pos(struct readahead_control *rac)
1075 {
1076         return (loff_t)rac->_index * PAGE_SIZE;
1077 }
1078
1079 /**
1080  * readahead_length - The number of bytes in this readahead request.
1081  * @rac: The readahead request.
1082  */
1083 static inline size_t readahead_length(struct readahead_control *rac)
1084 {
1085         return rac->_nr_pages * PAGE_SIZE;
1086 }
1087
1088 /**
1089  * readahead_index - The index of the first page in this readahead request.
1090  * @rac: The readahead request.
1091  */
1092 static inline pgoff_t readahead_index(struct readahead_control *rac)
1093 {
1094         return rac->_index;
1095 }
1096
1097 /**
1098  * readahead_count - The number of pages in this readahead request.
1099  * @rac: The readahead request.
1100  */
1101 static inline unsigned int readahead_count(struct readahead_control *rac)
1102 {
1103         return rac->_nr_pages;
1104 }
1105
1106 /**
1107  * readahead_batch_length - The number of bytes in the current batch.
1108  * @rac: The readahead request.
1109  */
1110 static inline size_t readahead_batch_length(struct readahead_control *rac)
1111 {
1112         return rac->_batch_count * PAGE_SIZE;
1113 }
1114
1115 static inline unsigned long dir_pages(struct inode *inode)
1116 {
1117         return (unsigned long)(inode->i_size + PAGE_SIZE - 1) >>
1118                                PAGE_SHIFT;
1119 }
1120
1121 /**
1122  * page_mkwrite_check_truncate - check if page was truncated
1123  * @page: the page to check
1124  * @inode: the inode to check the page against
1125  *
1126  * Returns the number of bytes in the page up to EOF,
1127  * or -EFAULT if the page was truncated.
1128  */
1129 static inline int page_mkwrite_check_truncate(struct page *page,
1130                                               struct inode *inode)
1131 {
1132         loff_t size = i_size_read(inode);
1133         pgoff_t index = size >> PAGE_SHIFT;
1134         int offset = offset_in_page(size);
1135
1136         if (page->mapping != inode->i_mapping)
1137                 return -EFAULT;
1138
1139         /* page is wholly inside EOF */
1140         if (page->index < index)
1141                 return PAGE_SIZE;
1142         /* page is wholly past EOF */
1143         if (page->index > index || !offset)
1144                 return -EFAULT;
1145         /* page is partially inside EOF */
1146         return offset;
1147 }
1148
1149 /**
1150  * i_blocks_per_page - How many blocks fit in this page.
1151  * @inode: The inode which contains the blocks.
1152  * @page: The page (head page if the page is a THP).
1153  *
1154  * If the block size is larger than the size of this page, return zero.
1155  *
1156  * Context: The caller should hold a refcount on the page to prevent it
1157  * from being split.
1158  * Return: The number of filesystem blocks covered by this page.
1159  */
1160 static inline
1161 unsigned int i_blocks_per_page(struct inode *inode, struct page *page)
1162 {
1163         return thp_size(page) >> inode->i_blkbits;
1164 }
1165 #endif /* _LINUX_PAGEMAP_H */