Merge tag 'mfd-next-5.16' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/lee/mfd
[linux-2.6-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 struct folio *filemap_alloc_folio(gfp_t gfp, unsigned int order);
266 #else
267 static inline struct folio *filemap_alloc_folio(gfp_t gfp, unsigned int order)
268 {
269         return folio_alloc(gfp, order);
270 }
271 #endif
272
273 static inline struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp)
274 {
275         return &filemap_alloc_folio(gfp, 0)->page;
276 }
277
278 static inline struct page *page_cache_alloc(struct address_space *x)
279 {
280         return __page_cache_alloc(mapping_gfp_mask(x));
281 }
282
283 static inline gfp_t readahead_gfp_mask(struct address_space *x)
284 {
285         return mapping_gfp_mask(x) | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
286 }
287
288 typedef int filler_t(void *, struct page *);
289
290 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
291                              pgoff_t index, unsigned long max_scan);
292 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
293                              pgoff_t index, unsigned long max_scan);
294
295 #define FGP_ACCESSED            0x00000001
296 #define FGP_LOCK                0x00000002
297 #define FGP_CREAT               0x00000004
298 #define FGP_WRITE               0x00000008
299 #define FGP_NOFS                0x00000010
300 #define FGP_NOWAIT              0x00000020
301 #define FGP_FOR_MMAP            0x00000040
302 #define FGP_HEAD                0x00000080
303 #define FGP_ENTRY               0x00000100
304 #define FGP_STABLE              0x00000200
305
306 struct folio *__filemap_get_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
307                 int fgp_flags, gfp_t gfp);
308 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
309                 int fgp_flags, gfp_t gfp);
310
311 /**
312  * filemap_get_folio - Find and get a folio.
313  * @mapping: The address_space to search.
314  * @index: The page index.
315  *
316  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If a folio is
317  * present, it is returned with an increased refcount.
318  *
319  * Otherwise, %NULL is returned.
320  */
321 static inline struct folio *filemap_get_folio(struct address_space *mapping,
322                                         pgoff_t index)
323 {
324         return __filemap_get_folio(mapping, index, 0, 0);
325 }
326
327 /**
328  * find_get_page - find and get a page reference
329  * @mapping: the address_space to search
330  * @offset: the page index
331  *
332  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
333  * page cache page, it is returned with an increased refcount.
334  *
335  * Otherwise, %NULL is returned.
336  */
337 static inline struct page *find_get_page(struct address_space *mapping,
338                                         pgoff_t offset)
339 {
340         return pagecache_get_page(mapping, offset, 0, 0);
341 }
342
343 static inline struct page *find_get_page_flags(struct address_space *mapping,
344                                         pgoff_t offset, int fgp_flags)
345 {
346         return pagecache_get_page(mapping, offset, fgp_flags, 0);
347 }
348
349 /**
350  * find_lock_page - locate, pin and lock a pagecache page
351  * @mapping: the address_space to search
352  * @index: the page index
353  *
354  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If there is a
355  * page cache page, it is returned locked and with an increased
356  * refcount.
357  *
358  * Context: May sleep.
359  * Return: A struct page or %NULL if there is no page in the cache for this
360  * index.
361  */
362 static inline struct page *find_lock_page(struct address_space *mapping,
363                                         pgoff_t index)
364 {
365         return pagecache_get_page(mapping, index, FGP_LOCK, 0);
366 }
367
368 /**
369  * find_or_create_page - locate or add a pagecache page
370  * @mapping: the page's address_space
371  * @index: the page's index into the mapping
372  * @gfp_mask: page allocation mode
373  *
374  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
375  * page cache page, it is returned locked and with an increased
376  * refcount.
377  *
378  * If the page is not present, a new page is allocated using @gfp_mask
379  * and added to the page cache and the VM's LRU list.  The page is
380  * returned locked and with an increased refcount.
381  *
382  * On memory exhaustion, %NULL is returned.
383  *
384  * find_or_create_page() may sleep, even if @gfp_flags specifies an
385  * atomic allocation!
386  */
387 static inline struct page *find_or_create_page(struct address_space *mapping,
388                                         pgoff_t index, gfp_t gfp_mask)
389 {
390         return pagecache_get_page(mapping, index,
391                                         FGP_LOCK|FGP_ACCESSED|FGP_CREAT,
392                                         gfp_mask);
393 }
394
395 /**
396  * grab_cache_page_nowait - returns locked page at given index in given cache
397  * @mapping: target address_space
398  * @index: the page index
399  *
400  * Same as grab_cache_page(), but do not wait if the page is unavailable.
401  * This is intended for speculative data generators, where the data can
402  * be regenerated if the page couldn't be grabbed.  This routine should
403  * be safe to call while holding the lock for another page.
404  *
405  * Clear __GFP_FS when allocating the page to avoid recursion into the fs
406  * and deadlock against the caller's locked page.
407  */
408 static inline struct page *grab_cache_page_nowait(struct address_space *mapping,
409                                 pgoff_t index)
410 {
411         return pagecache_get_page(mapping, index,
412                         FGP_LOCK|FGP_CREAT|FGP_NOFS|FGP_NOWAIT,
413                         mapping_gfp_mask(mapping));
414 }
415
416 /* Does this page contain this index? */
417 static inline bool thp_contains(struct page *head, pgoff_t index)
418 {
419         /* HugeTLBfs indexes the page cache in units of hpage_size */
420         if (PageHuge(head))
421                 return head->index == index;
422         return page_index(head) == (index & ~(thp_nr_pages(head) - 1UL));
423 }
424
425 #define swapcache_index(folio)  __page_file_index(&(folio)->page)
426
427 /**
428  * folio_index - File index of a folio.
429  * @folio: The folio.
430  *
431  * For a folio which is either in the page cache or the swap cache,
432  * return its index within the address_space it belongs to.  If you know
433  * the page is definitely in the page cache, you can look at the folio's
434  * index directly.
435  *
436  * Return: The index (offset in units of pages) of a folio in its file.
437  */
438 static inline pgoff_t folio_index(struct folio *folio)
439 {
440         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
441                 return swapcache_index(folio);
442         return folio->index;
443 }
444
445 /**
446  * folio_next_index - Get the index of the next folio.
447  * @folio: The current folio.
448  *
449  * Return: The index of the folio which follows this folio in the file.
450  */
451 static inline pgoff_t folio_next_index(struct folio *folio)
452 {
453         return folio->index + folio_nr_pages(folio);
454 }
455
456 /**
457  * folio_file_page - The page for a particular index.
458  * @folio: The folio which contains this index.
459  * @index: The index we want to look up.
460  *
461  * Sometimes after looking up a folio in the page cache, we need to
462  * obtain the specific page for an index (eg a page fault).
463  *
464  * Return: The page containing the file data for this index.
465  */
466 static inline struct page *folio_file_page(struct folio *folio, pgoff_t index)
467 {
468         /* HugeTLBfs indexes the page cache in units of hpage_size */
469         if (folio_test_hugetlb(folio))
470                 return &folio->page;
471         return folio_page(folio, index & (folio_nr_pages(folio) - 1));
472 }
473
474 /**
475  * folio_contains - Does this folio contain this index?
476  * @folio: The folio.
477  * @index: The page index within the file.
478  *
479  * Context: The caller should have the page locked in order to prevent
480  * (eg) shmem from moving the page between the page cache and swap cache
481  * and changing its index in the middle of the operation.
482  * Return: true or false.
483  */
484 static inline bool folio_contains(struct folio *folio, pgoff_t index)
485 {
486         /* HugeTLBfs indexes the page cache in units of hpage_size */
487         if (folio_test_hugetlb(folio))
488                 return folio->index == index;
489         return index - folio_index(folio) < folio_nr_pages(folio);
490 }
491
492 /*
493  * Given the page we found in the page cache, return the page corresponding
494  * to this index in the file
495  */
496 static inline struct page *find_subpage(struct page *head, pgoff_t index)
497 {
498         /* HugeTLBfs wants the head page regardless */
499         if (PageHuge(head))
500                 return head;
501
502         return head + (index & (thp_nr_pages(head) - 1));
503 }
504
505 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
506                 pgoff_t end, struct pagevec *pvec, pgoff_t *indices);
507 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
508                         pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
509                         struct page **pages);
510 static inline unsigned find_get_pages(struct address_space *mapping,
511                         pgoff_t *start, unsigned int nr_pages,
512                         struct page **pages)
513 {
514         return find_get_pages_range(mapping, start, (pgoff_t)-1, nr_pages,
515                                     pages);
516 }
517 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
518                                unsigned int nr_pages, struct page **pages);
519 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
520                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
521                         struct page **pages);
522 static inline unsigned find_get_pages_tag(struct address_space *mapping,
523                         pgoff_t *index, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
524                         struct page **pages)
525 {
526         return find_get_pages_range_tag(mapping, index, (pgoff_t)-1, tag,
527                                         nr_pages, pages);
528 }
529
530 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
531                         pgoff_t index, unsigned flags);
532
533 /*
534  * Returns locked page at given index in given cache, creating it if needed.
535  */
536 static inline struct page *grab_cache_page(struct address_space *mapping,
537                                                                 pgoff_t index)
538 {
539         return find_or_create_page(mapping, index, mapping_gfp_mask(mapping));
540 }
541
542 extern struct page * read_cache_page(struct address_space *mapping,
543                                 pgoff_t index, filler_t *filler, void *data);
544 extern struct page * read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
545                                 pgoff_t index, gfp_t gfp_mask);
546 extern int read_cache_pages(struct address_space *mapping,
547                 struct list_head *pages, filler_t *filler, void *data);
548
549 static inline struct page *read_mapping_page(struct address_space *mapping,
550                                 pgoff_t index, void *data)
551 {
552         return read_cache_page(mapping, index, NULL, data);
553 }
554
555 /*
556  * Get index of the page within radix-tree (but not for hugetlb pages).
557  * (TODO: remove once hugetlb pages will have ->index in PAGE_SIZE)
558  */
559 static inline pgoff_t page_to_index(struct page *page)
560 {
561         struct page *head;
562
563         if (likely(!PageTransTail(page)))
564                 return page->index;
565
566         head = compound_head(page);
567         /*
568          *  We don't initialize ->index for tail pages: calculate based on
569          *  head page
570          */
571         return head->index + page - head;
572 }
573
574 extern pgoff_t hugetlb_basepage_index(struct page *page);
575
576 /*
577  * Get the offset in PAGE_SIZE (even for hugetlb pages).
578  * (TODO: hugetlb pages should have ->index in PAGE_SIZE)
579  */
580 static inline pgoff_t page_to_pgoff(struct page *page)
581 {
582         if (unlikely(PageHuge(page)))
583                 return hugetlb_basepage_index(page);
584         return page_to_index(page);
585 }
586
587 /*
588  * Return byte-offset into filesystem object for page.
589  */
590 static inline loff_t page_offset(struct page *page)
591 {
592         return ((loff_t)page->index) << PAGE_SHIFT;
593 }
594
595 static inline loff_t page_file_offset(struct page *page)
596 {
597         return ((loff_t)page_index(page)) << PAGE_SHIFT;
598 }
599
600 /**
601  * folio_pos - Returns the byte position of this folio in its file.
602  * @folio: The folio.
603  */
604 static inline loff_t folio_pos(struct folio *folio)
605 {
606         return page_offset(&folio->page);
607 }
608
609 /**
610  * folio_file_pos - Returns the byte position of this folio in its file.
611  * @folio: The folio.
612  *
613  * This differs from folio_pos() for folios which belong to a swap file.
614  * NFS is the only filesystem today which needs to use folio_file_pos().
615  */
616 static inline loff_t folio_file_pos(struct folio *folio)
617 {
618         return page_file_offset(&folio->page);
619 }
620
621 extern pgoff_t linear_hugepage_index(struct vm_area_struct *vma,
622                                      unsigned long address);
623
624 static inline pgoff_t linear_page_index(struct vm_area_struct *vma,
625                                         unsigned long address)
626 {
627         pgoff_t pgoff;
628         if (unlikely(is_vm_hugetlb_page(vma)))
629                 return linear_hugepage_index(vma, address);
630         pgoff = (address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
631         pgoff += vma->vm_pgoff;
632         return pgoff;
633 }
634
635 struct wait_page_key {
636         struct folio *folio;
637         int bit_nr;
638         int page_match;
639 };
640
641 struct wait_page_queue {
642         struct folio *folio;
643         int bit_nr;
644         wait_queue_entry_t wait;
645 };
646
647 static inline bool wake_page_match(struct wait_page_queue *wait_page,
648                                   struct wait_page_key *key)
649 {
650         if (wait_page->folio != key->folio)
651                return false;
652         key->page_match = 1;
653
654         if (wait_page->bit_nr != key->bit_nr)
655                 return false;
656
657         return true;
658 }
659
660 void __folio_lock(struct folio *folio);
661 int __folio_lock_killable(struct folio *folio);
662 bool __folio_lock_or_retry(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
663                                 unsigned int flags);
664 void unlock_page(struct page *page);
665 void folio_unlock(struct folio *folio);
666
667 static inline bool folio_trylock(struct folio *folio)
668 {
669         return likely(!test_and_set_bit_lock(PG_locked, folio_flags(folio, 0)));
670 }
671
672 /*
673  * Return true if the page was successfully locked
674  */
675 static inline int trylock_page(struct page *page)
676 {
677         return folio_trylock(page_folio(page));
678 }
679
680 static inline void folio_lock(struct folio *folio)
681 {
682         might_sleep();
683         if (!folio_trylock(folio))
684                 __folio_lock(folio);
685 }
686
687 /*
688  * lock_page may only be called if we have the page's inode pinned.
689  */
690 static inline void lock_page(struct page *page)
691 {
692         struct folio *folio;
693         might_sleep();
694
695         folio = page_folio(page);
696         if (!folio_trylock(folio))
697                 __folio_lock(folio);
698 }
699
700 static inline int folio_lock_killable(struct folio *folio)
701 {
702         might_sleep();
703         if (!folio_trylock(folio))
704                 return __folio_lock_killable(folio);
705         return 0;
706 }
707
708 /*
709  * lock_page_killable is like lock_page but can be interrupted by fatal
710  * signals.  It returns 0 if it locked the page and -EINTR if it was
711  * killed while waiting.
712  */
713 static inline int lock_page_killable(struct page *page)
714 {
715         return folio_lock_killable(page_folio(page));
716 }
717
718 /*
719  * lock_page_or_retry - Lock the page, unless this would block and the
720  * caller indicated that it can handle a retry.
721  *
722  * Return value and mmap_lock implications depend on flags; see
723  * __folio_lock_or_retry().
724  */
725 static inline bool lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
726                                      unsigned int flags)
727 {
728         struct folio *folio;
729         might_sleep();
730
731         folio = page_folio(page);
732         return folio_trylock(folio) || __folio_lock_or_retry(folio, mm, flags);
733 }
734
735 /*
736  * This is exported only for folio_wait_locked/folio_wait_writeback, etc.,
737  * and should not be used directly.
738  */
739 void folio_wait_bit(struct folio *folio, int bit_nr);
740 int folio_wait_bit_killable(struct folio *folio, int bit_nr);
741
742 /* 
743  * Wait for a folio to be unlocked.
744  *
745  * This must be called with the caller "holding" the folio,
746  * ie with increased "page->count" so that the folio won't
747  * go away during the wait..
748  */
749 static inline void folio_wait_locked(struct folio *folio)
750 {
751         if (folio_test_locked(folio))
752                 folio_wait_bit(folio, PG_locked);
753 }
754
755 static inline int folio_wait_locked_killable(struct folio *folio)
756 {
757         if (!folio_test_locked(folio))
758                 return 0;
759         return folio_wait_bit_killable(folio, PG_locked);
760 }
761
762 static inline void wait_on_page_locked(struct page *page)
763 {
764         folio_wait_locked(page_folio(page));
765 }
766
767 static inline int wait_on_page_locked_killable(struct page *page)
768 {
769         return folio_wait_locked_killable(page_folio(page));
770 }
771
772 int put_and_wait_on_page_locked(struct page *page, int state);
773 void wait_on_page_writeback(struct page *page);
774 void folio_wait_writeback(struct folio *folio);
775 int folio_wait_writeback_killable(struct folio *folio);
776 void end_page_writeback(struct page *page);
777 void folio_end_writeback(struct folio *folio);
778 void wait_for_stable_page(struct page *page);
779 void folio_wait_stable(struct folio *folio);
780 void __folio_mark_dirty(struct folio *folio, struct address_space *, int warn);
781 static inline void __set_page_dirty(struct page *page,
782                 struct address_space *mapping, int warn)
783 {
784         __folio_mark_dirty(page_folio(page), mapping, warn);
785 }
786 void folio_account_cleaned(struct folio *folio, struct address_space *mapping,
787                           struct bdi_writeback *wb);
788 static inline void account_page_cleaned(struct page *page,
789                 struct address_space *mapping, struct bdi_writeback *wb)
790 {
791         return folio_account_cleaned(page_folio(page), mapping, wb);
792 }
793 void __folio_cancel_dirty(struct folio *folio);
794 static inline void folio_cancel_dirty(struct folio *folio)
795 {
796         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
797         if (folio_test_dirty(folio))
798                 __folio_cancel_dirty(folio);
799 }
800 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
801 {
802         folio_cancel_dirty(page_folio(page));
803 }
804 bool folio_clear_dirty_for_io(struct folio *folio);
805 bool clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
806 int __must_check folio_write_one(struct folio *folio);
807 static inline int __must_check write_one_page(struct page *page)
808 {
809         return folio_write_one(page_folio(page));
810 }
811
812 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
813 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
814
815 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err);
816
817 void folio_end_private_2(struct folio *folio);
818 void folio_wait_private_2(struct folio *folio);
819 int folio_wait_private_2_killable(struct folio *folio);
820
821 /*
822  * Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
823  */
824 void folio_add_wait_queue(struct folio *folio, wait_queue_entry_t *waiter);
825
826 /*
827  * Fault in userspace address range.
828  */
829 size_t fault_in_writeable(char __user *uaddr, size_t size);
830 size_t fault_in_safe_writeable(const char __user *uaddr, size_t size);
831 size_t fault_in_readable(const char __user *uaddr, size_t size);
832
833 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
834                 pgoff_t index, gfp_t gfp);
835 int add_to_page_cache_lru(struct page *page, struct address_space *mapping,
836                 pgoff_t index, gfp_t gfp);
837 int filemap_add_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
838                 pgoff_t index, gfp_t gfp);
839 extern void delete_from_page_cache(struct page *page);
840 extern void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow);
841 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new);
842 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
843                                   struct pagevec *pvec);
844 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *, loff_t start, loff_t end,
845                 int whence);
846
847 /*
848  * Like add_to_page_cache_locked, but used to add newly allocated pages:
849  * the page is new, so we can just run __SetPageLocked() against it.
850  */
851 static inline int add_to_page_cache(struct page *page,
852                 struct address_space *mapping, pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
853 {
854         int error;
855
856         __SetPageLocked(page);
857         error = add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset, gfp_mask);
858         if (unlikely(error))
859                 __ClearPageLocked(page);
860         return error;
861 }
862
863 /* Must be non-static for BPF error injection */
864 int __filemap_add_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
865                 pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp);
866
867 /**
868  * struct readahead_control - Describes a readahead request.
869  *
870  * A readahead request is for consecutive pages.  Filesystems which
871  * implement the ->readahead method should call readahead_page() or
872  * readahead_page_batch() in a loop and attempt to start I/O against
873  * each page in the request.
874  *
875  * Most of the fields in this struct are private and should be accessed
876  * by the functions below.
877  *
878  * @file: The file, used primarily by network filesystems for authentication.
879  *        May be NULL if invoked internally by the filesystem.
880  * @mapping: Readahead this filesystem object.
881  * @ra: File readahead state.  May be NULL.
882  */
883 struct readahead_control {
884         struct file *file;
885         struct address_space *mapping;
886         struct file_ra_state *ra;
887 /* private: use the readahead_* accessors instead */
888         pgoff_t _index;
889         unsigned int _nr_pages;
890         unsigned int _batch_count;
891 };
892
893 #define DEFINE_READAHEAD(ractl, f, r, m, i)                             \
894         struct readahead_control ractl = {                              \
895                 .file = f,                                              \
896                 .mapping = m,                                           \
897                 .ra = r,                                                \
898                 ._index = i,                                            \
899         }
900
901 #define VM_READAHEAD_PAGES      (SZ_128K / PAGE_SIZE)
902
903 void page_cache_ra_unbounded(struct readahead_control *,
904                 unsigned long nr_to_read, unsigned long lookahead_count);
905 void page_cache_sync_ra(struct readahead_control *, unsigned long req_count);
906 void page_cache_async_ra(struct readahead_control *, struct page *,
907                 unsigned long req_count);
908 void readahead_expand(struct readahead_control *ractl,
909                       loff_t new_start, size_t new_len);
910
911 /**
912  * page_cache_sync_readahead - generic file readahead
913  * @mapping: address_space which holds the pagecache and I/O vectors
914  * @ra: file_ra_state which holds the readahead state
915  * @file: Used by the filesystem for authentication.
916  * @index: Index of first page to be read.
917  * @req_count: Total number of pages being read by the caller.
918  *
919  * page_cache_sync_readahead() should be called when a cache miss happened:
920  * it will submit the read.  The readahead logic may decide to piggyback more
921  * pages onto the read request if access patterns suggest it will improve
922  * performance.
923  */
924 static inline
925 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
926                 struct file_ra_state *ra, struct file *file, pgoff_t index,
927                 unsigned long req_count)
928 {
929         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, index);
930         page_cache_sync_ra(&ractl, req_count);
931 }
932
933 /**
934  * page_cache_async_readahead - file readahead for marked pages
935  * @mapping: address_space which holds the pagecache and I/O vectors
936  * @ra: file_ra_state which holds the readahead state
937  * @file: Used by the filesystem for authentication.
938  * @page: The page at @index which triggered the readahead call.
939  * @index: Index of first page to be read.
940  * @req_count: Total number of pages being read by the caller.
941  *
942  * page_cache_async_readahead() should be called when a page is used which
943  * is marked as PageReadahead; this is a marker to suggest that the application
944  * has used up enough of the readahead window that we should start pulling in
945  * more pages.
946  */
947 static inline
948 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
949                 struct file_ra_state *ra, struct file *file,
950                 struct page *page, pgoff_t index, unsigned long req_count)
951 {
952         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, index);
953         page_cache_async_ra(&ractl, page, req_count);
954 }
955
956 static inline struct folio *__readahead_folio(struct readahead_control *ractl)
957 {
958         struct folio *folio;
959
960         BUG_ON(ractl->_batch_count > ractl->_nr_pages);
961         ractl->_nr_pages -= ractl->_batch_count;
962         ractl->_index += ractl->_batch_count;
963
964         if (!ractl->_nr_pages) {
965                 ractl->_batch_count = 0;
966                 return NULL;
967         }
968
969         folio = xa_load(&ractl->mapping->i_pages, ractl->_index);
970         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
971         ractl->_batch_count = folio_nr_pages(folio);
972
973         return folio;
974 }
975
976 /**
977  * readahead_page - Get the next page to read.
978  * @ractl: The current readahead request.
979  *
980  * Context: The page is locked and has an elevated refcount.  The caller
981  * should decreases the refcount once the page has been submitted for I/O
982  * and unlock the page once all I/O to that page has completed.
983  * Return: A pointer to the next page, or %NULL if we are done.
984  */
985 static inline struct page *readahead_page(struct readahead_control *ractl)
986 {
987         struct folio *folio = __readahead_folio(ractl);
988
989         return &folio->page;
990 }
991
992 /**
993  * readahead_folio - Get the next folio to read.
994  * @ractl: The current readahead request.
995  *
996  * Context: The folio is locked.  The caller should unlock the folio once
997  * all I/O to that folio has completed.
998  * Return: A pointer to the next folio, or %NULL if we are done.
999  */
1000 static inline struct folio *readahead_folio(struct readahead_control *ractl)
1001 {
1002         struct folio *folio = __readahead_folio(ractl);
1003
1004         if (folio)
1005                 folio_put(folio);
1006         return folio;
1007 }
1008
1009 static inline unsigned int __readahead_batch(struct readahead_control *rac,
1010                 struct page **array, unsigned int array_sz)
1011 {
1012         unsigned int i = 0;
1013         XA_STATE(xas, &rac->mapping->i_pages, 0);
1014         struct page *page;
1015
1016         BUG_ON(rac->_batch_count > rac->_nr_pages);
1017         rac->_nr_pages -= rac->_batch_count;
1018         rac->_index += rac->_batch_count;
1019         rac->_batch_count = 0;
1020
1021         xas_set(&xas, rac->_index);
1022         rcu_read_lock();
1023         xas_for_each(&xas, page, rac->_index + rac->_nr_pages - 1) {
1024                 if (xas_retry(&xas, page))
1025                         continue;
1026                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1027                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
1028                 array[i++] = page;
1029                 rac->_batch_count += thp_nr_pages(page);
1030
1031                 /*
1032                  * The page cache isn't using multi-index entries yet,
1033                  * so the xas cursor needs to be manually moved to the
1034                  * next index.  This can be removed once the page cache
1035                  * is converted.
1036                  */
1037                 if (PageHead(page))
1038                         xas_set(&xas, rac->_index + rac->_batch_count);
1039
1040                 if (i == array_sz)
1041                         break;
1042         }
1043         rcu_read_unlock();
1044
1045         return i;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * readahead_page_batch - Get a batch of pages to read.
1050  * @rac: The current readahead request.
1051  * @array: An array of pointers to struct page.
1052  *
1053  * Context: The pages are locked and have an elevated refcount.  The caller
1054  * should decreases the refcount once the page has been submitted for I/O
1055  * and unlock the page once all I/O to that page has completed.
1056  * Return: The number of pages placed in the array.  0 indicates the request
1057  * is complete.
1058  */
1059 #define readahead_page_batch(rac, array)                                \
1060         __readahead_batch(rac, array, ARRAY_SIZE(array))
1061
1062 /**
1063  * readahead_pos - The byte offset into the file of this readahead request.
1064  * @rac: The readahead request.
1065  */
1066 static inline loff_t readahead_pos(struct readahead_control *rac)
1067 {
1068         return (loff_t)rac->_index * PAGE_SIZE;
1069 }
1070
1071 /**
1072  * readahead_length - The number of bytes in this readahead request.
1073  * @rac: The readahead request.
1074  */
1075 static inline size_t readahead_length(struct readahead_control *rac)
1076 {
1077         return rac->_nr_pages * PAGE_SIZE;
1078 }
1079
1080 /**
1081  * readahead_index - The index of the first page in this readahead request.
1082  * @rac: The readahead request.
1083  */
1084 static inline pgoff_t readahead_index(struct readahead_control *rac)
1085 {
1086         return rac->_index;
1087 }
1088
1089 /**
1090  * readahead_count - The number of pages in this readahead request.
1091  * @rac: The readahead request.
1092  */
1093 static inline unsigned int readahead_count(struct readahead_control *rac)
1094 {
1095         return rac->_nr_pages;
1096 }
1097
1098 /**
1099  * readahead_batch_length - The number of bytes in the current batch.
1100  * @rac: The readahead request.
1101  */
1102 static inline size_t readahead_batch_length(struct readahead_control *rac)
1103 {
1104         return rac->_batch_count * PAGE_SIZE;
1105 }
1106
1107 static inline unsigned long dir_pages(struct inode *inode)
1108 {
1109         return (unsigned long)(inode->i_size + PAGE_SIZE - 1) >>
1110                                PAGE_SHIFT;
1111 }
1112
1113 /**
1114  * folio_mkwrite_check_truncate - check if folio was truncated
1115  * @folio: the folio to check
1116  * @inode: the inode to check the folio against
1117  *
1118  * Return: the number of bytes in the folio up to EOF,
1119  * or -EFAULT if the folio was truncated.
1120  */
1121 static inline ssize_t folio_mkwrite_check_truncate(struct folio *folio,
1122                                               struct inode *inode)
1123 {
1124         loff_t size = i_size_read(inode);
1125         pgoff_t index = size >> PAGE_SHIFT;
1126         size_t offset = offset_in_folio(folio, size);
1127
1128         if (!folio->mapping)
1129                 return -EFAULT;
1130
1131         /* folio is wholly inside EOF */
1132         if (folio_next_index(folio) - 1 < index)
1133                 return folio_size(folio);
1134         /* folio is wholly past EOF */
1135         if (folio->index > index || !offset)
1136                 return -EFAULT;
1137         /* folio is partially inside EOF */
1138         return offset;
1139 }
1140
1141 /**
1142  * page_mkwrite_check_truncate - check if page was truncated
1143  * @page: the page to check
1144  * @inode: the inode to check the page against
1145  *
1146  * Returns the number of bytes in the page up to EOF,
1147  * or -EFAULT if the page was truncated.
1148  */
1149 static inline int page_mkwrite_check_truncate(struct page *page,
1150                                               struct inode *inode)
1151 {
1152         loff_t size = i_size_read(inode);
1153         pgoff_t index = size >> PAGE_SHIFT;
1154         int offset = offset_in_page(size);
1155
1156         if (page->mapping != inode->i_mapping)
1157                 return -EFAULT;
1158
1159         /* page is wholly inside EOF */
1160         if (page->index < index)
1161                 return PAGE_SIZE;
1162         /* page is wholly past EOF */
1163         if (page->index > index || !offset)
1164                 return -EFAULT;
1165         /* page is partially inside EOF */
1166         return offset;
1167 }
1168
1169 /**
1170  * i_blocks_per_folio - How many blocks fit in this folio.
1171  * @inode: The inode which contains the blocks.
1172  * @folio: The folio.
1173  *
1174  * If the block size is larger than the size of this folio, return zero.
1175  *
1176  * Context: The caller should hold a refcount on the folio to prevent it
1177  * from being split.
1178  * Return: The number of filesystem blocks covered by this folio.
1179  */
1180 static inline
1181 unsigned int i_blocks_per_folio(struct inode *inode, struct folio *folio)
1182 {
1183         return folio_size(folio) >> inode->i_blkbits;
1184 }
1185
1186 static inline
1187 unsigned int i_blocks_per_page(struct inode *inode, struct page *page)
1188 {
1189         return i_blocks_per_folio(inode, page_folio(page));
1190 }
1191 #endif /* _LINUX_PAGEMAP_H */