frontswap: simplify frontswap_init
[linux-2.6-block.git] / mm / filemap.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *      linux/mm/filemap.c
4  *
5  * Copyright (C) 1994-1999  Linus Torvalds
6  */
7
8 /*
9  * This file handles the generic file mmap semantics used by
10  * most "normal" filesystems (but you don't /have/ to use this:
11  * the NFS filesystem used to do this differently, for example)
12  */
13 #include <linux/export.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/dax.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/sched/signal.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/capability.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/gfp.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/swapops.h>
25 #include <linux/mman.h>
26 #include <linux/pagemap.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/error-injection.h>
30 #include <linux/hash.h>
31 #include <linux/writeback.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/pagevec.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/shmem_fs.h>
39 #include <linux/rmap.h>
40 #include <linux/delayacct.h>
41 #include <linux/psi.h>
42 #include <linux/ramfs.h>
43 #include <linux/page_idle.h>
44 #include <linux/migrate.h>
45 #include <asm/pgalloc.h>
46 #include <asm/tlbflush.h>
47 #include "internal.h"
48
49 #define CREATE_TRACE_POINTS
50 #include <trace/events/filemap.h>
51
52 /*
53  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
54  */
55 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
56
57 #include <asm/mman.h>
58
59 /*
60  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
61  * though.
62  *
63  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
64  *
65  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
66  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
67  *
68  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
69  */
70
71 /*
72  * Lock ordering:
73  *
74  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
75  *    ->private_lock            (__free_pte->__set_page_dirty_buffers)
76  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
77  *        ->i_pages lock
78  *
79  *  ->i_rwsem
80  *    ->invalidate_lock         (acquired by fs in truncate path)
81  *      ->i_mmap_rwsem          (truncate->unmap_mapping_range)
82  *
83  *  ->mmap_lock
84  *    ->i_mmap_rwsem
85  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
86  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
87  *
88  *  ->mmap_lock
89  *    ->invalidate_lock         (filemap_fault)
90  *      ->lock_page             (filemap_fault, access_process_vm)
91  *
92  *  ->i_rwsem                   (generic_perform_write)
93  *    ->mmap_lock               (fault_in_readable->do_page_fault)
94  *
95  *  bdi->wb.list_lock
96  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
97  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
98  *
99  *  ->i_mmap_rwsem
100  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
101  *
102  *  ->anon_vma.lock
103  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
104  *
105  *  ->page_table_lock or pte_lock
106  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
107  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
108  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
109  *    ->lruvec->lru_lock        (follow_page->mark_page_accessed)
110  *    ->lruvec->lru_lock        (check_pte_range->isolate_lru_page)
111  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
112  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
113  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
114  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
115  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
116  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
117  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
118  *    ->private_lock            (zap_pte_range->__set_page_dirty_buffers)
119  *
120  * ->i_mmap_rwsem
121  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
122  */
123
124 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
125                                    struct folio *folio, void *shadow)
126 {
127         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio->index);
128         long nr = 1;
129
130         mapping_set_update(&xas, mapping);
131
132         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
133         if (!folio_test_hugetlb(folio)) {
134                 xas_set_order(&xas, folio->index, folio_order(folio));
135                 nr = folio_nr_pages(folio);
136         }
137
138         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
139
140         xas_store(&xas, shadow);
141         xas_init_marks(&xas);
142
143         folio->mapping = NULL;
144         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
145         mapping->nrpages -= nr;
146 }
147
148 static void filemap_unaccount_folio(struct address_space *mapping,
149                 struct folio *folio)
150 {
151         long nr;
152
153         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_mapped(folio), folio);
154         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(folio_mapped(folio))) {
155                 int mapcount;
156
157                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
158                          current->comm, folio_pfn(folio));
159                 dump_page(&folio->page, "still mapped when deleted");
160                 dump_stack();
161                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
162
163                 mapcount = page_mapcount(&folio->page);
164                 if (mapping_exiting(mapping) &&
165                     folio_ref_count(folio) >= mapcount + 2) {
166                         /*
167                          * All vmas have already been torn down, so it's
168                          * a good bet that actually the folio is unmapped,
169                          * and we'd prefer not to leak it: if we're wrong,
170                          * some other bad page check should catch it later.
171                          */
172                         page_mapcount_reset(&folio->page);
173                         folio_ref_sub(folio, mapcount);
174                 }
175         }
176
177         /* hugetlb folios do not participate in page cache accounting. */
178         if (folio_test_hugetlb(folio))
179                 return;
180
181         nr = folio_nr_pages(folio);
182
183         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_PAGES, -nr);
184         if (folio_test_swapbacked(folio)) {
185                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SHMEM, -nr);
186                 if (folio_test_pmd_mappable(folio))
187                         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SHMEM_THPS, -nr);
188         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
189                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_THPS, -nr);
190                 filemap_nr_thps_dec(mapping);
191         }
192
193         /*
194          * At this point folio must be either written or cleaned by
195          * truncate.  Dirty folio here signals a bug and loss of
196          * unwritten data.
197          *
198          * This fixes dirty accounting after removing the folio entirely
199          * but leaves the dirty flag set: it has no effect for truncated
200          * folio and anyway will be cleared before returning folio to
201          * buddy allocator.
202          */
203         if (WARN_ON_ONCE(folio_test_dirty(folio)))
204                 folio_account_cleaned(folio, mapping,
205                                         inode_to_wb(mapping->host));
206 }
207
208 /*
209  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
210  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
211  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
212  */
213 void __filemap_remove_folio(struct folio *folio, void *shadow)
214 {
215         struct address_space *mapping = folio->mapping;
216
217         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(folio);
218         filemap_unaccount_folio(mapping, folio);
219         page_cache_delete(mapping, folio, shadow);
220 }
221
222 void filemap_free_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
223 {
224         void (*freepage)(struct page *);
225
226         freepage = mapping->a_ops->freepage;
227         if (freepage)
228                 freepage(&folio->page);
229
230         if (folio_test_large(folio) && !folio_test_hugetlb(folio)) {
231                 folio_ref_sub(folio, folio_nr_pages(folio));
232                 VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_count(folio) <= 0, folio);
233         } else {
234                 folio_put(folio);
235         }
236 }
237
238 /**
239  * filemap_remove_folio - Remove folio from page cache.
240  * @folio: The folio.
241  *
242  * This must be called only on folios that are locked and have been
243  * verified to be in the page cache.  It will never put the folio into
244  * the free list because the caller has a reference on the page.
245  */
246 void filemap_remove_folio(struct folio *folio)
247 {
248         struct address_space *mapping = folio->mapping;
249
250         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
251         spin_lock(&mapping->host->i_lock);
252         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
253         __filemap_remove_folio(folio, NULL);
254         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
255         if (mapping_shrinkable(mapping))
256                 inode_add_lru(mapping->host);
257         spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
258
259         filemap_free_folio(mapping, folio);
260 }
261
262 /*
263  * page_cache_delete_batch - delete several folios from page cache
264  * @mapping: the mapping to which folios belong
265  * @fbatch: batch of folios to delete
266  *
267  * The function walks over mapping->i_pages and removes folios passed in
268  * @fbatch from the mapping. The function expects @fbatch to be sorted
269  * by page index and is optimised for it to be dense.
270  * It tolerates holes in @fbatch (mapping entries at those indices are not
271  * modified).
272  *
273  * The function expects the i_pages lock to be held.
274  */
275 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
276                              struct folio_batch *fbatch)
277 {
278         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, fbatch->folios[0]->index);
279         long total_pages = 0;
280         int i = 0;
281         struct folio *folio;
282
283         mapping_set_update(&xas, mapping);
284         xas_for_each(&xas, folio, ULONG_MAX) {
285                 if (i >= folio_batch_count(fbatch))
286                         break;
287
288                 /* A swap/dax/shadow entry got inserted? Skip it. */
289                 if (xa_is_value(folio))
290                         continue;
291                 /*
292                  * A page got inserted in our range? Skip it. We have our
293                  * pages locked so they are protected from being removed.
294                  * If we see a page whose index is higher than ours, it
295                  * means our page has been removed, which shouldn't be
296                  * possible because we're holding the PageLock.
297                  */
298                 if (folio != fbatch->folios[i]) {
299                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio->index >
300                                         fbatch->folios[i]->index, folio);
301                         continue;
302                 }
303
304                 WARN_ON_ONCE(!folio_test_locked(folio));
305
306                 folio->mapping = NULL;
307                 /* Leave folio->index set: truncation lookup relies on it */
308
309                 i++;
310                 xas_store(&xas, NULL);
311                 total_pages += folio_nr_pages(folio);
312         }
313         mapping->nrpages -= total_pages;
314 }
315
316 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
317                                   struct folio_batch *fbatch)
318 {
319         int i;
320
321         if (!folio_batch_count(fbatch))
322                 return;
323
324         spin_lock(&mapping->host->i_lock);
325         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
326         for (i = 0; i < folio_batch_count(fbatch); i++) {
327                 struct folio *folio = fbatch->folios[i];
328
329                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(folio);
330                 filemap_unaccount_folio(mapping, folio);
331         }
332         page_cache_delete_batch(mapping, fbatch);
333         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
334         if (mapping_shrinkable(mapping))
335                 inode_add_lru(mapping->host);
336         spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
337
338         for (i = 0; i < folio_batch_count(fbatch); i++)
339                 filemap_free_folio(mapping, fbatch->folios[i]);
340 }
341
342 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
343 {
344         int ret = 0;
345         /* Check for outstanding write errors */
346         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
347             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
348                 ret = -ENOSPC;
349         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
350             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
351                 ret = -EIO;
352         return ret;
353 }
354 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
355
356 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
357 {
358         /* Check for outstanding write errors */
359         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
360                 return -EIO;
361         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
362                 return -ENOSPC;
363         return 0;
364 }
365
366 /**
367  * filemap_fdatawrite_wbc - start writeback on mapping dirty pages in range
368  * @mapping:    address space structure to write
369  * @wbc:        the writeback_control controlling the writeout
370  *
371  * Call writepages on the mapping using the provided wbc to control the
372  * writeout.
373  *
374  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
375  */
376 int filemap_fdatawrite_wbc(struct address_space *mapping,
377                            struct writeback_control *wbc)
378 {
379         int ret;
380
381         if (!mapping_can_writeback(mapping) ||
382             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
383                 return 0;
384
385         wbc_attach_fdatawrite_inode(wbc, mapping->host);
386         ret = do_writepages(mapping, wbc);
387         wbc_detach_inode(wbc);
388         return ret;
389 }
390 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_wbc);
391
392 /**
393  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
394  * @mapping:    address space structure to write
395  * @start:      offset in bytes where the range starts
396  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
397  * @sync_mode:  enable synchronous operation
398  *
399  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
400  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
401  *
402  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
403  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
404  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
405  * be waited upon, and not just skipped over.
406  *
407  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
408  */
409 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
410                                 loff_t end, int sync_mode)
411 {
412         struct writeback_control wbc = {
413                 .sync_mode = sync_mode,
414                 .nr_to_write = LONG_MAX,
415                 .range_start = start,
416                 .range_end = end,
417         };
418
419         return filemap_fdatawrite_wbc(mapping, &wbc);
420 }
421
422 static inline int __filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping,
423         int sync_mode)
424 {
425         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, 0, LLONG_MAX, sync_mode);
426 }
427
428 int filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping)
429 {
430         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_ALL);
431 }
432 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite);
433
434 int filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
435                                 loff_t end)
436 {
437         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end, WB_SYNC_ALL);
438 }
439 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_range);
440
441 /**
442  * filemap_flush - mostly a non-blocking flush
443  * @mapping:    target address_space
444  *
445  * This is a mostly non-blocking flush.  Not suitable for data-integrity
446  * purposes - I/O may not be started against all dirty pages.
447  *
448  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
449  */
450 int filemap_flush(struct address_space *mapping)
451 {
452         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_NONE);
453 }
454 EXPORT_SYMBOL(filemap_flush);
455
456 /**
457  * filemap_range_has_page - check if a page exists in range.
458  * @mapping:           address space within which to check
459  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
460  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
461  *
462  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
463  * direct writing in this range will trigger a writeback.
464  *
465  * Return: %true if at least one page exists in the specified range,
466  * %false otherwise.
467  */
468 bool filemap_range_has_page(struct address_space *mapping,
469                            loff_t start_byte, loff_t end_byte)
470 {
471         struct page *page;
472         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
473         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
474
475         if (end_byte < start_byte)
476                 return false;
477
478         rcu_read_lock();
479         for (;;) {
480                 page = xas_find(&xas, max);
481                 if (xas_retry(&xas, page))
482                         continue;
483                 /* Shadow entries don't count */
484                 if (xa_is_value(page))
485                         continue;
486                 /*
487                  * We don't need to try to pin this page; we're about to
488                  * release the RCU lock anyway.  It is enough to know that
489                  * there was a page here recently.
490                  */
491                 break;
492         }
493         rcu_read_unlock();
494
495         return page != NULL;
496 }
497 EXPORT_SYMBOL(filemap_range_has_page);
498
499 static void __filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping,
500                                      loff_t start_byte, loff_t end_byte)
501 {
502         pgoff_t index = start_byte >> PAGE_SHIFT;
503         pgoff_t end = end_byte >> PAGE_SHIFT;
504         struct pagevec pvec;
505         int nr_pages;
506
507         if (end_byte < start_byte)
508                 return;
509
510         pagevec_init(&pvec);
511         while (index <= end) {
512                 unsigned i;
513
514                 nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index,
515                                 end, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
516                 if (!nr_pages)
517                         break;
518
519                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
520                         struct page *page = pvec.pages[i];
521
522                         wait_on_page_writeback(page);
523                         ClearPageError(page);
524                 }
525                 pagevec_release(&pvec);
526                 cond_resched();
527         }
528 }
529
530 /**
531  * filemap_fdatawait_range - wait for writeback to complete
532  * @mapping:            address space structure to wait for
533  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
534  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
535  *
536  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
537  * in the given range and wait for all of them.  Check error status of
538  * the address space and return it.
539  *
540  * Since the error status of the address space is cleared by this function,
541  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
542  * reporting the error.
543  *
544  * Return: error status of the address space.
545  */
546 int filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping, loff_t start_byte,
547                             loff_t end_byte)
548 {
549         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
550         return filemap_check_errors(mapping);
551 }
552 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range);
553
554 /**
555  * filemap_fdatawait_range_keep_errors - wait for writeback to complete
556  * @mapping:            address space structure to wait for
557  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
558  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
559  *
560  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space in the
561  * given range and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait_range(),
562  * this function does not clear error status of the address space.
563  *
564  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
565  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
566  * fsfreeze(8)
567  */
568 int filemap_fdatawait_range_keep_errors(struct address_space *mapping,
569                 loff_t start_byte, loff_t end_byte)
570 {
571         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
572         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
573 }
574 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range_keep_errors);
575
576 /**
577  * file_fdatawait_range - wait for writeback to complete
578  * @file:               file pointing to address space structure to wait for
579  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
580  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
581  *
582  * Walk the list of under-writeback pages of the address space that file
583  * refers to, in the given range and wait for all of them.  Check error
584  * status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor and return it.
585  *
586  * Since the error status of the file is advanced by this function,
587  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
588  * reporting the error.
589  *
590  * Return: error status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor.
591  */
592 int file_fdatawait_range(struct file *file, loff_t start_byte, loff_t end_byte)
593 {
594         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
595
596         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
597         return file_check_and_advance_wb_err(file);
598 }
599 EXPORT_SYMBOL(file_fdatawait_range);
600
601 /**
602  * filemap_fdatawait_keep_errors - wait for writeback without clearing errors
603  * @mapping: address space structure to wait for
604  *
605  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
606  * and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait(), this function
607  * does not clear error status of the address space.
608  *
609  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
610  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
611  * fsfreeze(8)
612  *
613  * Return: error status of the address space.
614  */
615 int filemap_fdatawait_keep_errors(struct address_space *mapping)
616 {
617         __filemap_fdatawait_range(mapping, 0, LLONG_MAX);
618         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
619 }
620 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_keep_errors);
621
622 /* Returns true if writeback might be needed or already in progress. */
623 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
624 {
625         return mapping->nrpages;
626 }
627
628 bool filemap_range_has_writeback(struct address_space *mapping,
629                                  loff_t start_byte, loff_t end_byte)
630 {
631         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
632         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
633         struct page *page;
634
635         if (end_byte < start_byte)
636                 return false;
637
638         rcu_read_lock();
639         xas_for_each(&xas, page, max) {
640                 if (xas_retry(&xas, page))
641                         continue;
642                 if (xa_is_value(page))
643                         continue;
644                 if (PageDirty(page) || PageLocked(page) || PageWriteback(page))
645                         break;
646         }
647         rcu_read_unlock();
648         return page != NULL;
649 }
650 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_range_has_writeback);
651
652 /**
653  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
654  * @mapping:    the address_space for the pages
655  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
656  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
657  *
658  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
659  *
660  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
661  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
662  *
663  * Return: error status of the address space.
664  */
665 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
666                                  loff_t lstart, loff_t lend)
667 {
668         int err = 0;
669
670         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
671                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
672                                                  WB_SYNC_ALL);
673                 /*
674                  * Even if the above returned error, the pages may be
675                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
676                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
677                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
678                  */
679                 if (err != -EIO) {
680                         int err2 = filemap_fdatawait_range(mapping,
681                                                 lstart, lend);
682                         if (!err)
683                                 err = err2;
684                 } else {
685                         /* Clear any previously stored errors */
686                         filemap_check_errors(mapping);
687                 }
688         } else {
689                 err = filemap_check_errors(mapping);
690         }
691         return err;
692 }
693 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
694
695 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
696 {
697         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
698
699         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
700 }
701 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
702
703 /**
704  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
705  *                                 and advance wb_err to current one
706  * @file: struct file on which the error is being reported
707  *
708  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
709  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
710  * since the file was opened if there haven't been any).
711  *
712  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
713  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
714  *
715  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
716  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
717  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
718  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
719  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
720  *
721  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
722  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
723  * the latest value swapped in for this file descriptor.
724  *
725  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
726  */
727 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
728 {
729         int err = 0;
730         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
731         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
732
733         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
734         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
735                 /* Something changed, must use slow path */
736                 spin_lock(&file->f_lock);
737                 old = file->f_wb_err;
738                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
739                                                 &file->f_wb_err);
740                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
741                 spin_unlock(&file->f_lock);
742         }
743
744         /*
745          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
746          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
747          * that the legacy code would have had on these flags.
748          */
749         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
750         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
751         return err;
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
754
755 /**
756  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
757  * @file:       file pointing to address_space with pages
758  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
759  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
760  *
761  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
762  *
763  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
764  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
765  *
766  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
767  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
768  *
769  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
770  */
771 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
772 {
773         int err = 0, err2;
774         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
775
776         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
777                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
778                                                  WB_SYNC_ALL);
779                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
780                 if (err != -EIO)
781                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
782         }
783         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
784         if (!err)
785                 err = err2;
786         return err;
787 }
788 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
789
790 /**
791  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
792  * @old:        page to be replaced
793  * @new:        page to replace with
794  *
795  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
796  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
797  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
798  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
799  * caller must do that.
800  *
801  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
802  */
803 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new)
804 {
805         struct folio *fold = page_folio(old);
806         struct folio *fnew = page_folio(new);
807         struct address_space *mapping = old->mapping;
808         void (*freepage)(struct page *) = mapping->a_ops->freepage;
809         pgoff_t offset = old->index;
810         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
811
812         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(old), old);
813         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(new), new);
814         VM_BUG_ON_PAGE(new->mapping, new);
815
816         get_page(new);
817         new->mapping = mapping;
818         new->index = offset;
819
820         mem_cgroup_migrate(fold, fnew);
821
822         xas_lock_irq(&xas);
823         xas_store(&xas, new);
824
825         old->mapping = NULL;
826         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
827         if (!PageHuge(old))
828                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_FILE_PAGES);
829         if (!PageHuge(new))
830                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
831         if (PageSwapBacked(old))
832                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_SHMEM);
833         if (PageSwapBacked(new))
834                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_SHMEM);
835         xas_unlock_irq(&xas);
836         if (freepage)
837                 freepage(old);
838         put_page(old);
839 }
840 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
841
842 noinline int __filemap_add_folio(struct address_space *mapping,
843                 struct folio *folio, pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp)
844 {
845         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
846         int huge = folio_test_hugetlb(folio);
847         int error;
848         bool charged = false;
849
850         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
851         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_swapbacked(folio), folio);
852         mapping_set_update(&xas, mapping);
853
854         folio_get(folio);
855         folio->mapping = mapping;
856         folio->index = index;
857
858         if (!huge) {
859                 error = mem_cgroup_charge(folio, NULL, gfp);
860                 VM_BUG_ON_FOLIO(index & (folio_nr_pages(folio) - 1), folio);
861                 if (error)
862                         goto error;
863                 charged = true;
864         }
865
866         gfp &= GFP_RECLAIM_MASK;
867
868         do {
869                 unsigned int order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
870                 void *entry, *old = NULL;
871
872                 if (order > folio_order(folio))
873                         xas_split_alloc(&xas, xa_load(xas.xa, xas.xa_index),
874                                         order, gfp);
875                 xas_lock_irq(&xas);
876                 xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
877                         old = entry;
878                         if (!xa_is_value(entry)) {
879                                 xas_set_err(&xas, -EEXIST);
880                                 goto unlock;
881                         }
882                 }
883
884                 if (old) {
885                         if (shadowp)
886                                 *shadowp = old;
887                         /* entry may have been split before we acquired lock */
888                         order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
889                         if (order > folio_order(folio)) {
890                                 xas_split(&xas, old, order);
891                                 xas_reset(&xas);
892                         }
893                 }
894
895                 xas_store(&xas, folio);
896                 if (xas_error(&xas))
897                         goto unlock;
898
899                 mapping->nrpages++;
900
901                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
902                 if (!huge)
903                         __lruvec_stat_add_folio(folio, NR_FILE_PAGES);
904 unlock:
905                 xas_unlock_irq(&xas);
906         } while (xas_nomem(&xas, gfp));
907
908         if (xas_error(&xas)) {
909                 error = xas_error(&xas);
910                 if (charged)
911                         mem_cgroup_uncharge(folio);
912                 goto error;
913         }
914
915         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(folio);
916         return 0;
917 error:
918         folio->mapping = NULL;
919         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
920         folio_put(folio);
921         return error;
922 }
923 ALLOW_ERROR_INJECTION(__filemap_add_folio, ERRNO);
924
925 /**
926  * add_to_page_cache_locked - add a locked page to the pagecache
927  * @page:       page to add
928  * @mapping:    the page's address_space
929  * @offset:     page index
930  * @gfp_mask:   page allocation mode
931  *
932  * This function is used to add a page to the pagecache. It must be locked.
933  * This function does not add the page to the LRU.  The caller must do that.
934  *
935  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
936  */
937 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
938                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
939 {
940         return __filemap_add_folio(mapping, page_folio(page), offset,
941                                           gfp_mask, NULL);
942 }
943 EXPORT_SYMBOL(add_to_page_cache_locked);
944
945 int filemap_add_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
946                                 pgoff_t index, gfp_t gfp)
947 {
948         void *shadow = NULL;
949         int ret;
950
951         __folio_set_locked(folio);
952         ret = __filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp, &shadow);
953         if (unlikely(ret))
954                 __folio_clear_locked(folio);
955         else {
956                 /*
957                  * The folio might have been evicted from cache only
958                  * recently, in which case it should be activated like
959                  * any other repeatedly accessed folio.
960                  * The exception is folios getting rewritten; evicting other
961                  * data from the working set, only to cache data that will
962                  * get overwritten with something else, is a waste of memory.
963                  */
964                 WARN_ON_ONCE(folio_test_active(folio));
965                 if (!(gfp & __GFP_WRITE) && shadow)
966                         workingset_refault(folio, shadow);
967                 folio_add_lru(folio);
968         }
969         return ret;
970 }
971 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_add_folio);
972
973 #ifdef CONFIG_NUMA
974 struct folio *filemap_alloc_folio(gfp_t gfp, unsigned int order)
975 {
976         int n;
977         struct folio *folio;
978
979         if (cpuset_do_page_mem_spread()) {
980                 unsigned int cpuset_mems_cookie;
981                 do {
982                         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
983                         n = cpuset_mem_spread_node();
984                         folio = __folio_alloc_node(gfp, order, n);
985                 } while (!folio && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
986
987                 return folio;
988         }
989         return folio_alloc(gfp, order);
990 }
991 EXPORT_SYMBOL(filemap_alloc_folio);
992 #endif
993
994 /*
995  * filemap_invalidate_lock_two - lock invalidate_lock for two mappings
996  *
997  * Lock exclusively invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
998  *
999  * @mapping1: the first mapping to lock
1000  * @mapping2: the second mapping to lock
1001  */
1002 void filemap_invalidate_lock_two(struct address_space *mapping1,
1003                                  struct address_space *mapping2)
1004 {
1005         if (mapping1 > mapping2)
1006                 swap(mapping1, mapping2);
1007         if (mapping1)
1008                 down_write(&mapping1->invalidate_lock);
1009         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1010                 down_write_nested(&mapping2->invalidate_lock, 1);
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_lock_two);
1013
1014 /*
1015  * filemap_invalidate_unlock_two - unlock invalidate_lock for two mappings
1016  *
1017  * Unlock exclusive invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
1018  *
1019  * @mapping1: the first mapping to unlock
1020  * @mapping2: the second mapping to unlock
1021  */
1022 void filemap_invalidate_unlock_two(struct address_space *mapping1,
1023                                    struct address_space *mapping2)
1024 {
1025         if (mapping1)
1026                 up_write(&mapping1->invalidate_lock);
1027         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1028                 up_write(&mapping2->invalidate_lock);
1029 }
1030 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_unlock_two);
1031
1032 /*
1033  * In order to wait for pages to become available there must be
1034  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
1035  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
1036  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
1037  * become available, and for the woken contexts to check to be
1038  * sure the appropriate page became available, this saves space
1039  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
1040  * collisions.
1041  */
1042 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
1043 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
1044 static wait_queue_head_t folio_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
1045
1046 static wait_queue_head_t *folio_waitqueue(struct folio *folio)
1047 {
1048         return &folio_wait_table[hash_ptr(folio, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
1049 }
1050
1051 void __init pagecache_init(void)
1052 {
1053         int i;
1054
1055         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
1056                 init_waitqueue_head(&folio_wait_table[i]);
1057
1058         page_writeback_init();
1059 }
1060
1061 /*
1062  * The page wait code treats the "wait->flags" somewhat unusually, because
1063  * we have multiple different kinds of waits, not just the usual "exclusive"
1064  * one.
1065  *
1066  * We have:
1067  *
1068  *  (a) no special bits set:
1069  *
1070  *      We're just waiting for the bit to be released, and when a waker
1071  *      calls the wakeup function, we set WQ_FLAG_WOKEN and wake it up,
1072  *      and remove it from the wait queue.
1073  *
1074  *      Simple and straightforward.
1075  *
1076  *  (b) WQ_FLAG_EXCLUSIVE:
1077  *
1078  *      The waiter is waiting to get the lock, and only one waiter should
1079  *      be woken up to avoid any thundering herd behavior. We'll set the
1080  *      WQ_FLAG_WOKEN bit, wake it up, and remove it from the wait queue.
1081  *
1082  *      This is the traditional exclusive wait.
1083  *
1084  *  (c) WQ_FLAG_EXCLUSIVE | WQ_FLAG_CUSTOM:
1085  *
1086  *      The waiter is waiting to get the bit, and additionally wants the
1087  *      lock to be transferred to it for fair lock behavior. If the lock
1088  *      cannot be taken, we stop walking the wait queue without waking
1089  *      the waiter.
1090  *
1091  *      This is the "fair lock handoff" case, and in addition to setting
1092  *      WQ_FLAG_WOKEN, we set WQ_FLAG_DONE to let the waiter easily see
1093  *      that it now has the lock.
1094  */
1095 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1096 {
1097         unsigned int flags;
1098         struct wait_page_key *key = arg;
1099         struct wait_page_queue *wait_page
1100                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1101
1102         if (!wake_page_match(wait_page, key))
1103                 return 0;
1104
1105         /*
1106          * If it's a lock handoff wait, we get the bit for it, and
1107          * stop walking (and do not wake it up) if we can't.
1108          */
1109         flags = wait->flags;
1110         if (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1111                 if (test_bit(key->bit_nr, &key->folio->flags))
1112                         return -1;
1113                 if (flags & WQ_FLAG_CUSTOM) {
1114                         if (test_and_set_bit(key->bit_nr, &key->folio->flags))
1115                                 return -1;
1116                         flags |= WQ_FLAG_DONE;
1117                 }
1118         }
1119
1120         /*
1121          * We are holding the wait-queue lock, but the waiter that
1122          * is waiting for this will be checking the flags without
1123          * any locking.
1124          *
1125          * So update the flags atomically, and wake up the waiter
1126          * afterwards to avoid any races. This store-release pairs
1127          * with the load-acquire in folio_wait_bit_common().
1128          */
1129         smp_store_release(&wait->flags, flags | WQ_FLAG_WOKEN);
1130         wake_up_state(wait->private, mode);
1131
1132         /*
1133          * Ok, we have successfully done what we're waiting for,
1134          * and we can unconditionally remove the wait entry.
1135          *
1136          * Note that this pairs with the "finish_wait()" in the
1137          * waiter, and has to be the absolute last thing we do.
1138          * After this list_del_init(&wait->entry) the wait entry
1139          * might be de-allocated and the process might even have
1140          * exited.
1141          */
1142         list_del_init_careful(&wait->entry);
1143         return (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) != 0;
1144 }
1145
1146 static void folio_wake_bit(struct folio *folio, int bit_nr)
1147 {
1148         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1149         struct wait_page_key key;
1150         unsigned long flags;
1151         wait_queue_entry_t bookmark;
1152
1153         key.folio = folio;
1154         key.bit_nr = bit_nr;
1155         key.page_match = 0;
1156
1157         bookmark.flags = 0;
1158         bookmark.private = NULL;
1159         bookmark.func = NULL;
1160         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1161
1162         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1163         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1164
1165         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1166                 /*
1167                  * Take a breather from holding the lock,
1168                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1169                  * to acquire the lock and remove themselves
1170                  * from wait queue
1171                  */
1172                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1173                 cpu_relax();
1174                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1175                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1176         }
1177
1178         /*
1179          * It is possible for other pages to have collided on the waitqueue
1180          * hash, so in that case check for a page match. That prevents a long-
1181          * term waiter
1182          *
1183          * It is still possible to miss a case here, when we woke page waiters
1184          * and removed them from the waitqueue, but there are still other
1185          * page waiters.
1186          */
1187         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match) {
1188                 folio_clear_waiters(folio);
1189                 /*
1190                  * It's possible to miss clearing Waiters here, when we woke
1191                  * our page waiters, but the hashed waitqueue has waiters for
1192                  * other pages on it.
1193                  *
1194                  * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1195                  */
1196         }
1197         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1198 }
1199
1200 static void folio_wake(struct folio *folio, int bit)
1201 {
1202         if (!folio_test_waiters(folio))
1203                 return;
1204         folio_wake_bit(folio, bit);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * A choice of three behaviors for folio_wait_bit_common():
1209  */
1210 enum behavior {
1211         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1212                          * __folio_lock() waiting on then setting PG_locked.
1213                          */
1214         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1215                          * folio_wait_writeback() waiting on PG_writeback.
1216                          */
1217         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1218                          * like folio_put_wait_locked() on PG_locked.
1219                          */
1220 };
1221
1222 /*
1223  * Attempt to check (or get) the folio flag, and mark us done
1224  * if successful.
1225  */
1226 static inline bool folio_trylock_flag(struct folio *folio, int bit_nr,
1227                                         struct wait_queue_entry *wait)
1228 {
1229         if (wait->flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1230                 if (test_and_set_bit(bit_nr, &folio->flags))
1231                         return false;
1232         } else if (test_bit(bit_nr, &folio->flags))
1233                 return false;
1234
1235         wait->flags |= WQ_FLAG_WOKEN | WQ_FLAG_DONE;
1236         return true;
1237 }
1238
1239 /* How many times do we accept lock stealing from under a waiter? */
1240 int sysctl_page_lock_unfairness = 5;
1241
1242 static inline int folio_wait_bit_common(struct folio *folio, int bit_nr,
1243                 int state, enum behavior behavior)
1244 {
1245         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1246         int unfairness = sysctl_page_lock_unfairness;
1247         struct wait_page_queue wait_page;
1248         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1249         bool thrashing = false;
1250         bool delayacct = false;
1251         unsigned long pflags;
1252
1253         if (bit_nr == PG_locked &&
1254             !folio_test_uptodate(folio) && folio_test_workingset(folio)) {
1255                 if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1256                         delayacct_thrashing_start();
1257                         delayacct = true;
1258                 }
1259                 psi_memstall_enter(&pflags);
1260                 thrashing = true;
1261         }
1262
1263         init_wait(wait);
1264         wait->func = wake_page_function;
1265         wait_page.folio = folio;
1266         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1267
1268 repeat:
1269         wait->flags = 0;
1270         if (behavior == EXCLUSIVE) {
1271                 wait->flags = WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
1272                 if (--unfairness < 0)
1273                         wait->flags |= WQ_FLAG_CUSTOM;
1274         }
1275
1276         /*
1277          * Do one last check whether we can get the
1278          * page bit synchronously.
1279          *
1280          * Do the folio_set_waiters() marking before that
1281          * to let any waker we _just_ missed know they
1282          * need to wake us up (otherwise they'll never
1283          * even go to the slow case that looks at the
1284          * page queue), and add ourselves to the wait
1285          * queue if we need to sleep.
1286          *
1287          * This part needs to be done under the queue
1288          * lock to avoid races.
1289          */
1290         spin_lock_irq(&q->lock);
1291         folio_set_waiters(folio);
1292         if (!folio_trylock_flag(folio, bit_nr, wait))
1293                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1294         spin_unlock_irq(&q->lock);
1295
1296         /*
1297          * From now on, all the logic will be based on
1298          * the WQ_FLAG_WOKEN and WQ_FLAG_DONE flag, to
1299          * see whether the page bit testing has already
1300          * been done by the wake function.
1301          *
1302          * We can drop our reference to the folio.
1303          */
1304         if (behavior == DROP)
1305                 folio_put(folio);
1306
1307         /*
1308          * Note that until the "finish_wait()", or until
1309          * we see the WQ_FLAG_WOKEN flag, we need to
1310          * be very careful with the 'wait->flags', because
1311          * we may race with a waker that sets them.
1312          */
1313         for (;;) {
1314                 unsigned int flags;
1315
1316                 set_current_state(state);
1317
1318                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1319                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1320                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1321                         if (signal_pending_state(state, current))
1322                                 break;
1323
1324                         io_schedule();
1325                         continue;
1326                 }
1327
1328                 /* If we were non-exclusive, we're done */
1329                 if (behavior != EXCLUSIVE)
1330                         break;
1331
1332                 /* If the waker got the lock for us, we're done */
1333                 if (flags & WQ_FLAG_DONE)
1334                         break;
1335
1336                 /*
1337                  * Otherwise, if we're getting the lock, we need to
1338                  * try to get it ourselves.
1339                  *
1340                  * And if that fails, we'll have to retry this all.
1341                  */
1342                 if (unlikely(test_and_set_bit(bit_nr, folio_flags(folio, 0))))
1343                         goto repeat;
1344
1345                 wait->flags |= WQ_FLAG_DONE;
1346                 break;
1347         }
1348
1349         /*
1350          * If a signal happened, this 'finish_wait()' may remove the last
1351          * waiter from the wait-queues, but the folio waiters bit will remain
1352          * set. That's ok. The next wakeup will take care of it, and trying
1353          * to do it here would be difficult and prone to races.
1354          */
1355         finish_wait(q, wait);
1356
1357         if (thrashing) {
1358                 if (delayacct)
1359                         delayacct_thrashing_end();
1360                 psi_memstall_leave(&pflags);
1361         }
1362
1363         /*
1364          * NOTE! The wait->flags weren't stable until we've done the
1365          * 'finish_wait()', and we could have exited the loop above due
1366          * to a signal, and had a wakeup event happen after the signal
1367          * test but before the 'finish_wait()'.
1368          *
1369          * So only after the finish_wait() can we reliably determine
1370          * if we got woken up or not, so we can now figure out the final
1371          * return value based on that state without races.
1372          *
1373          * Also note that WQ_FLAG_WOKEN is sufficient for a non-exclusive
1374          * waiter, but an exclusive one requires WQ_FLAG_DONE.
1375          */
1376         if (behavior == EXCLUSIVE)
1377                 return wait->flags & WQ_FLAG_DONE ? 0 : -EINTR;
1378
1379         return wait->flags & WQ_FLAG_WOKEN ? 0 : -EINTR;
1380 }
1381
1382 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1383 /**
1384  * migration_entry_wait_on_locked - Wait for a migration entry to be removed
1385  * @entry: migration swap entry.
1386  * @ptep: mapped pte pointer. Will return with the ptep unmapped. Only required
1387  *        for pte entries, pass NULL for pmd entries.
1388  * @ptl: already locked ptl. This function will drop the lock.
1389  *
1390  * Wait for a migration entry referencing the given page to be removed. This is
1391  * equivalent to put_and_wait_on_page_locked(page, TASK_UNINTERRUPTIBLE) except
1392  * this can be called without taking a reference on the page. Instead this
1393  * should be called while holding the ptl for the migration entry referencing
1394  * the page.
1395  *
1396  * Returns after unmapping and unlocking the pte/ptl with pte_unmap_unlock().
1397  *
1398  * This follows the same logic as folio_wait_bit_common() so see the comments
1399  * there.
1400  */
1401 void migration_entry_wait_on_locked(swp_entry_t entry, pte_t *ptep,
1402                                 spinlock_t *ptl)
1403 {
1404         struct wait_page_queue wait_page;
1405         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1406         bool thrashing = false;
1407         bool delayacct = false;
1408         unsigned long pflags;
1409         wait_queue_head_t *q;
1410         struct folio *folio = page_folio(pfn_swap_entry_to_page(entry));
1411
1412         q = folio_waitqueue(folio);
1413         if (!folio_test_uptodate(folio) && folio_test_workingset(folio)) {
1414                 if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1415                         delayacct_thrashing_start();
1416                         delayacct = true;
1417                 }
1418                 psi_memstall_enter(&pflags);
1419                 thrashing = true;
1420         }
1421
1422         init_wait(wait);
1423         wait->func = wake_page_function;
1424         wait_page.folio = folio;
1425         wait_page.bit_nr = PG_locked;
1426         wait->flags = 0;
1427
1428         spin_lock_irq(&q->lock);
1429         folio_set_waiters(folio);
1430         if (!folio_trylock_flag(folio, PG_locked, wait))
1431                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1432         spin_unlock_irq(&q->lock);
1433
1434         /*
1435          * If a migration entry exists for the page the migration path must hold
1436          * a valid reference to the page, and it must take the ptl to remove the
1437          * migration entry. So the page is valid until the ptl is dropped.
1438          */
1439         if (ptep)
1440                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
1441         else
1442                 spin_unlock(ptl);
1443
1444         for (;;) {
1445                 unsigned int flags;
1446
1447                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1448
1449                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1450                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1451                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1452                         if (signal_pending_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE, current))
1453                                 break;
1454
1455                         io_schedule();
1456                         continue;
1457                 }
1458                 break;
1459         }
1460
1461         finish_wait(q, wait);
1462
1463         if (thrashing) {
1464                 if (delayacct)
1465                         delayacct_thrashing_end();
1466                 psi_memstall_leave(&pflags);
1467         }
1468 }
1469 #endif
1470
1471 void folio_wait_bit(struct folio *folio, int bit_nr)
1472 {
1473         folio_wait_bit_common(folio, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1474 }
1475 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_bit);
1476
1477 int folio_wait_bit_killable(struct folio *folio, int bit_nr)
1478 {
1479         return folio_wait_bit_common(folio, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1480 }
1481 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_bit_killable);
1482
1483 /**
1484  * folio_put_wait_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1485  * @folio: The folio to wait for.
1486  * @state: The sleep state (TASK_KILLABLE, TASK_UNINTERRUPTIBLE, etc).
1487  *
1488  * The caller should hold a reference on @folio.  They expect the page to
1489  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1490  * (for example) by holding the reference while waiting for the folio to
1491  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1492  * dereference @folio.
1493  *
1494  * Return: 0 if the folio was unlocked or -EINTR if interrupted by a signal.
1495  */
1496 int folio_put_wait_locked(struct folio *folio, int state)
1497 {
1498         return folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, state, DROP);
1499 }
1500
1501 /**
1502  * folio_add_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a folio's wait queue
1503  * @folio: Folio defining the wait queue of interest
1504  * @waiter: Waiter to add to the queue
1505  *
1506  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @folio.
1507  */
1508 void folio_add_wait_queue(struct folio *folio, wait_queue_entry_t *waiter)
1509 {
1510         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1511         unsigned long flags;
1512
1513         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1514         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1515         folio_set_waiters(folio);
1516         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1517 }
1518 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_add_wait_queue);
1519
1520 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1521
1522 /*
1523  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1524  *
1525  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1526  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1527  * not support that special operation, we just do this all by hand
1528  * instead.
1529  *
1530  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1531  * being cleared, but a memory barrier should be unnecessary since it is
1532  * in the same byte as PG_locked.
1533  */
1534 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1535 {
1536         clear_bit_unlock(nr, mem);
1537         /* smp_mb__after_atomic(); */
1538         return test_bit(PG_waiters, mem);
1539 }
1540
1541 #endif
1542
1543 /**
1544  * folio_unlock - Unlock a locked folio.
1545  * @folio: The folio.
1546  *
1547  * Unlocks the folio and wakes up any thread sleeping on the page lock.
1548  *
1549  * Context: May be called from interrupt or process context.  May not be
1550  * called from NMI context.
1551  */
1552 void folio_unlock(struct folio *folio)
1553 {
1554         /* Bit 7 allows x86 to check the byte's sign bit */
1555         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1556         BUILD_BUG_ON(PG_locked > 7);
1557         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
1558         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, folio_flags(folio, 0)))
1559                 folio_wake_bit(folio, PG_locked);
1560 }
1561 EXPORT_SYMBOL(folio_unlock);
1562
1563 /**
1564  * folio_end_private_2 - Clear PG_private_2 and wake any waiters.
1565  * @folio: The folio.
1566  *
1567  * Clear the PG_private_2 bit on a folio and wake up any sleepers waiting for
1568  * it.  The folio reference held for PG_private_2 being set is released.
1569  *
1570  * This is, for example, used when a netfs folio is being written to a local
1571  * disk cache, thereby allowing writes to the cache for the same folio to be
1572  * serialised.
1573  */
1574 void folio_end_private_2(struct folio *folio)
1575 {
1576         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_private_2(folio), folio);
1577         clear_bit_unlock(PG_private_2, folio_flags(folio, 0));
1578         folio_wake_bit(folio, PG_private_2);
1579         folio_put(folio);
1580 }
1581 EXPORT_SYMBOL(folio_end_private_2);
1582
1583 /**
1584  * folio_wait_private_2 - Wait for PG_private_2 to be cleared on a folio.
1585  * @folio: The folio to wait on.
1586  *
1587  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a folio.
1588  */
1589 void folio_wait_private_2(struct folio *folio)
1590 {
1591         while (folio_test_private_2(folio))
1592                 folio_wait_bit(folio, PG_private_2);
1593 }
1594 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_private_2);
1595
1596 /**
1597  * folio_wait_private_2_killable - Wait for PG_private_2 to be cleared on a folio.
1598  * @folio: The folio to wait on.
1599  *
1600  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a folio or until a
1601  * fatal signal is received by the calling task.
1602  *
1603  * Return:
1604  * - 0 if successful.
1605  * - -EINTR if a fatal signal was encountered.
1606  */
1607 int folio_wait_private_2_killable(struct folio *folio)
1608 {
1609         int ret = 0;
1610
1611         while (folio_test_private_2(folio)) {
1612                 ret = folio_wait_bit_killable(folio, PG_private_2);
1613                 if (ret < 0)
1614                         break;
1615         }
1616
1617         return ret;
1618 }
1619 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_private_2_killable);
1620
1621 /**
1622  * folio_end_writeback - End writeback against a folio.
1623  * @folio: The folio.
1624  */
1625 void folio_end_writeback(struct folio *folio)
1626 {
1627         /*
1628          * folio_test_clear_reclaim() could be used here but it is an
1629          * atomic operation and overkill in this particular case. Failing
1630          * to shuffle a folio marked for immediate reclaim is too mild
1631          * a gain to justify taking an atomic operation penalty at the
1632          * end of every folio writeback.
1633          */
1634         if (folio_test_reclaim(folio)) {
1635                 folio_clear_reclaim(folio);
1636                 folio_rotate_reclaimable(folio);
1637         }
1638
1639         /*
1640          * Writeback does not hold a folio reference of its own, relying
1641          * on truncation to wait for the clearing of PG_writeback.
1642          * But here we must make sure that the folio is not freed and
1643          * reused before the folio_wake().
1644          */
1645         folio_get(folio);
1646         if (!__folio_end_writeback(folio))
1647                 BUG();
1648
1649         smp_mb__after_atomic();
1650         folio_wake(folio, PG_writeback);
1651         acct_reclaim_writeback(folio);
1652         folio_put(folio);
1653 }
1654 EXPORT_SYMBOL(folio_end_writeback);
1655
1656 /*
1657  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1658  * flags appropriately
1659  */
1660 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1661 {
1662         if (!is_write) {
1663                 if (!err) {
1664                         SetPageUptodate(page);
1665                 } else {
1666                         ClearPageUptodate(page);
1667                         SetPageError(page);
1668                 }
1669                 unlock_page(page);
1670         } else {
1671                 if (err) {
1672                         struct address_space *mapping;
1673
1674                         SetPageError(page);
1675                         mapping = page_mapping(page);
1676                         if (mapping)
1677                                 mapping_set_error(mapping, err);
1678                 }
1679                 end_page_writeback(page);
1680         }
1681 }
1682 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1683
1684 /**
1685  * __folio_lock - Get a lock on the folio, assuming we need to sleep to get it.
1686  * @folio: The folio to lock
1687  */
1688 void __folio_lock(struct folio *folio)
1689 {
1690         folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1691                                 EXCLUSIVE);
1692 }
1693 EXPORT_SYMBOL(__folio_lock);
1694
1695 int __folio_lock_killable(struct folio *folio)
1696 {
1697         return folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1698                                         EXCLUSIVE);
1699 }
1700 EXPORT_SYMBOL_GPL(__folio_lock_killable);
1701
1702 static int __folio_lock_async(struct folio *folio, struct wait_page_queue *wait)
1703 {
1704         struct wait_queue_head *q = folio_waitqueue(folio);
1705         int ret = 0;
1706
1707         wait->folio = folio;
1708         wait->bit_nr = PG_locked;
1709
1710         spin_lock_irq(&q->lock);
1711         __add_wait_queue_entry_tail(q, &wait->wait);
1712         folio_set_waiters(folio);
1713         ret = !folio_trylock(folio);
1714         /*
1715          * If we were successful now, we know we're still on the
1716          * waitqueue as we're still under the lock. This means it's
1717          * safe to remove and return success, we know the callback
1718          * isn't going to trigger.
1719          */
1720         if (!ret)
1721                 __remove_wait_queue(q, &wait->wait);
1722         else
1723                 ret = -EIOCBQUEUED;
1724         spin_unlock_irq(&q->lock);
1725         return ret;
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Return values:
1730  * true - folio is locked; mmap_lock is still held.
1731  * false - folio is not locked.
1732  *     mmap_lock has been released (mmap_read_unlock(), unless flags had both
1733  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1734  *     which case mmap_lock is still held.
1735  *
1736  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return true
1737  * with the folio locked and the mmap_lock unperturbed.
1738  */
1739 bool __folio_lock_or_retry(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
1740                          unsigned int flags)
1741 {
1742         if (fault_flag_allow_retry_first(flags)) {
1743                 /*
1744                  * CAUTION! In this case, mmap_lock is not released
1745                  * even though return 0.
1746                  */
1747                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1748                         return false;
1749
1750                 mmap_read_unlock(mm);
1751                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1752                         folio_wait_locked_killable(folio);
1753                 else
1754                         folio_wait_locked(folio);
1755                 return false;
1756         }
1757         if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1758                 bool ret;
1759
1760                 ret = __folio_lock_killable(folio);
1761                 if (ret) {
1762                         mmap_read_unlock(mm);
1763                         return false;
1764                 }
1765         } else {
1766                 __folio_lock(folio);
1767         }
1768
1769         return true;
1770 }
1771
1772 /**
1773  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1774  * @mapping: Mapping.
1775  * @index: Index.
1776  * @max_scan: Maximum range to search.
1777  *
1778  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1779  * gap with the lowest index.
1780  *
1781  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1782  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1783  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1784  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1785  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1786  *
1787  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1788  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1789  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1790  */
1791 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1792                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1793 {
1794         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1795
1796         while (max_scan--) {
1797                 void *entry = xas_next(&xas);
1798                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1799                         break;
1800                 if (xas.xa_index == 0)
1801                         break;
1802         }
1803
1804         return xas.xa_index;
1805 }
1806 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1807
1808 /**
1809  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1810  * @mapping: Mapping.
1811  * @index: Index.
1812  * @max_scan: Maximum range to search.
1813  *
1814  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1815  * gap with the highest index.
1816  *
1817  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1818  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1819  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1820  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1821  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1822  *
1823  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1824  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1825  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1826  */
1827 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1828                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1829 {
1830         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1831
1832         while (max_scan--) {
1833                 void *entry = xas_prev(&xas);
1834                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1835                         break;
1836                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1837                         break;
1838         }
1839
1840         return xas.xa_index;
1841 }
1842 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1843
1844 /*
1845  * Lockless page cache protocol:
1846  * On the lookup side:
1847  * 1. Load the folio from i_pages
1848  * 2. Increment the refcount if it's not zero
1849  * 3. If the folio is not found by xas_reload(), put the refcount and retry
1850  *
1851  * On the removal side:
1852  * A. Freeze the page (by zeroing the refcount if nobody else has a reference)
1853  * B. Remove the page from i_pages
1854  * C. Return the page to the page allocator
1855  *
1856  * This means that any page may have its reference count temporarily
1857  * increased by a speculative page cache (or fast GUP) lookup as it can
1858  * be allocated by another user before the RCU grace period expires.
1859  * Because the refcount temporarily acquired here may end up being the
1860  * last refcount on the page, any page allocation must be freeable by
1861  * folio_put().
1862  */
1863
1864 /*
1865  * mapping_get_entry - Get a page cache entry.
1866  * @mapping: the address_space to search
1867  * @index: The page cache index.
1868  *
1869  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If it is a folio,
1870  * it is returned with an increased refcount.  If it is a shadow entry
1871  * of a previously evicted folio, or a swap entry from shmem/tmpfs,
1872  * it is returned without further action.
1873  *
1874  * Return: The folio, swap or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1875  */
1876 static void *mapping_get_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t index)
1877 {
1878         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1879         struct folio *folio;
1880
1881         rcu_read_lock();
1882 repeat:
1883         xas_reset(&xas);
1884         folio = xas_load(&xas);
1885         if (xas_retry(&xas, folio))
1886                 goto repeat;
1887         /*
1888          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1889          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1890          */
1891         if (!folio || xa_is_value(folio))
1892                 goto out;
1893
1894         if (!folio_try_get_rcu(folio))
1895                 goto repeat;
1896
1897         if (unlikely(folio != xas_reload(&xas))) {
1898                 folio_put(folio);
1899                 goto repeat;
1900         }
1901 out:
1902         rcu_read_unlock();
1903
1904         return folio;
1905 }
1906
1907 /**
1908  * __filemap_get_folio - Find and get a reference to a folio.
1909  * @mapping: The address_space to search.
1910  * @index: The page index.
1911  * @fgp_flags: %FGP flags modify how the folio is returned.
1912  * @gfp: Memory allocation flags to use if %FGP_CREAT is specified.
1913  *
1914  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.
1915  *
1916  * @fgp_flags can be zero or more of these flags:
1917  *
1918  * * %FGP_ACCESSED - The folio will be marked accessed.
1919  * * %FGP_LOCK - The folio is returned locked.
1920  * * %FGP_ENTRY - If there is a shadow / swap / DAX entry, return it
1921  *   instead of allocating a new folio to replace it.
1922  * * %FGP_CREAT - If no page is present then a new page is allocated using
1923  *   @gfp and added to the page cache and the VM's LRU list.
1924  *   The page is returned locked and with an increased refcount.
1925  * * %FGP_FOR_MMAP - The caller wants to do its own locking dance if the
1926  *   page is already in cache.  If the page was allocated, unlock it before
1927  *   returning so the caller can do the same dance.
1928  * * %FGP_WRITE - The page will be written to by the caller.
1929  * * %FGP_NOFS - __GFP_FS will get cleared in gfp.
1930  * * %FGP_NOWAIT - Don't get blocked by page lock.
1931  * * %FGP_STABLE - Wait for the folio to be stable (finished writeback)
1932  *
1933  * If %FGP_LOCK or %FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1934  * if the %GFP flags specified for %FGP_CREAT are atomic.
1935  *
1936  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1937  *
1938  * Return: The found folio or %NULL otherwise.
1939  */
1940 struct folio *__filemap_get_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1941                 int fgp_flags, gfp_t gfp)
1942 {
1943         struct folio *folio;
1944
1945 repeat:
1946         folio = mapping_get_entry(mapping, index);
1947         if (xa_is_value(folio)) {
1948                 if (fgp_flags & FGP_ENTRY)
1949                         return folio;
1950                 folio = NULL;
1951         }
1952         if (!folio)
1953                 goto no_page;
1954
1955         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1956                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1957                         if (!folio_trylock(folio)) {
1958                                 folio_put(folio);
1959                                 return NULL;
1960                         }
1961                 } else {
1962                         folio_lock(folio);
1963                 }
1964
1965                 /* Has the page been truncated? */
1966                 if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
1967                         folio_unlock(folio);
1968                         folio_put(folio);
1969                         goto repeat;
1970                 }
1971                 VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, index), folio);
1972         }
1973
1974         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1975                 folio_mark_accessed(folio);
1976         else if (fgp_flags & FGP_WRITE) {
1977                 /* Clear idle flag for buffer write */
1978                 if (folio_test_idle(folio))
1979                         folio_clear_idle(folio);
1980         }
1981
1982         if (fgp_flags & FGP_STABLE)
1983                 folio_wait_stable(folio);
1984 no_page:
1985         if (!folio && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1986                 int err;
1987                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_can_writeback(mapping))
1988                         gfp |= __GFP_WRITE;
1989                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1990                         gfp &= ~__GFP_FS;
1991
1992                 folio = filemap_alloc_folio(gfp, 0);
1993                 if (!folio)
1994                         return NULL;
1995
1996                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1997                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1998
1999                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
2000                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
2001                         __folio_set_referenced(folio);
2002
2003                 err = filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp);
2004                 if (unlikely(err)) {
2005                         folio_put(folio);
2006                         folio = NULL;
2007                         if (err == -EEXIST)
2008                                 goto repeat;
2009                 }
2010
2011                 /*
2012                  * filemap_add_folio locks the page, and for mmap
2013                  * we expect an unlocked page.
2014                  */
2015                 if (folio && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
2016                         folio_unlock(folio);
2017         }
2018
2019         return folio;
2020 }
2021 EXPORT_SYMBOL(__filemap_get_folio);
2022
2023 static inline struct folio *find_get_entry(struct xa_state *xas, pgoff_t max,
2024                 xa_mark_t mark)
2025 {
2026         struct folio *folio;
2027
2028 retry:
2029         if (mark == XA_PRESENT)
2030                 folio = xas_find(xas, max);
2031         else
2032                 folio = xas_find_marked(xas, max, mark);
2033
2034         if (xas_retry(xas, folio))
2035                 goto retry;
2036         /*
2037          * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
2038          * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
2039          * without attempting to raise page count.
2040          */
2041         if (!folio || xa_is_value(folio))
2042                 return folio;
2043
2044         if (!folio_try_get_rcu(folio))
2045                 goto reset;
2046
2047         if (unlikely(folio != xas_reload(xas))) {
2048                 folio_put(folio);
2049                 goto reset;
2050         }
2051
2052         return folio;
2053 reset:
2054         xas_reset(xas);
2055         goto retry;
2056 }
2057
2058 /**
2059  * find_get_entries - gang pagecache lookup
2060  * @mapping:    The address_space to search
2061  * @start:      The starting page cache index
2062  * @end:        The final page index (inclusive).
2063  * @fbatch:     Where the resulting entries are placed.
2064  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
2065  *
2066  * find_get_entries() will search for and return a batch of entries in
2067  * the mapping.  The entries are placed in @fbatch.  find_get_entries()
2068  * takes a reference on any actual folios it returns.
2069  *
2070  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2071  * due to not-present entries or large folios.
2072  *
2073  * Any shadow entries of evicted folios, or swap entries from
2074  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
2075  *
2076  * Return: The number of entries which were found.
2077  */
2078 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2079                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices)
2080 {
2081         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2082         struct folio *folio;
2083
2084         rcu_read_lock();
2085         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT)) != NULL) {
2086                 indices[fbatch->nr] = xas.xa_index;
2087                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2088                         break;
2089         }
2090         rcu_read_unlock();
2091
2092         return folio_batch_count(fbatch);
2093 }
2094
2095 /**
2096  * find_lock_entries - Find a batch of pagecache entries.
2097  * @mapping:    The address_space to search.
2098  * @start:      The starting page cache index.
2099  * @end:        The final page index (inclusive).
2100  * @fbatch:     Where the resulting entries are placed.
2101  * @indices:    The cache indices of the entries in @fbatch.
2102  *
2103  * find_lock_entries() will return a batch of entries from @mapping.
2104  * Swap, shadow and DAX entries are included.  Folios are returned
2105  * locked and with an incremented refcount.  Folios which are locked
2106  * by somebody else or under writeback are skipped.  Folios which are
2107  * partially outside the range are not returned.
2108  *
2109  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2110  * due to not-present entries, large folios, folios which could not be
2111  * locked or folios under writeback.
2112  *
2113  * Return: The number of entries which were found.
2114  */
2115 unsigned find_lock_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2116                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices)
2117 {
2118         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2119         struct folio *folio;
2120
2121         rcu_read_lock();
2122         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2123                 if (!xa_is_value(folio)) {
2124                         if (folio->index < start)
2125                                 goto put;
2126                         if (folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1 > end)
2127                                 goto put;
2128                         if (!folio_trylock(folio))
2129                                 goto put;
2130                         if (folio->mapping != mapping ||
2131                             folio_test_writeback(folio))
2132                                 goto unlock;
2133                         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, xas.xa_index),
2134                                         folio);
2135                 }
2136                 indices[fbatch->nr] = xas.xa_index;
2137                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2138                         break;
2139                 continue;
2140 unlock:
2141                 folio_unlock(folio);
2142 put:
2143                 folio_put(folio);
2144         }
2145         rcu_read_unlock();
2146
2147         return folio_batch_count(fbatch);
2148 }
2149
2150 static inline
2151 bool folio_more_pages(struct folio *folio, pgoff_t index, pgoff_t max)
2152 {
2153         if (!folio_test_large(folio) || folio_test_hugetlb(folio))
2154                 return false;
2155         if (index >= max)
2156                 return false;
2157         return index < folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1;
2158 }
2159
2160 /**
2161  * find_get_pages_range - gang pagecache lookup
2162  * @mapping:    The address_space to search
2163  * @start:      The starting page index
2164  * @end:        The final page index (inclusive)
2165  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2166  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2167  *
2168  * find_get_pages_range() will search for and return a group of up to @nr_pages
2169  * pages in the mapping starting at index @start and up to index @end
2170  * (inclusive).  The pages are placed at @pages.  find_get_pages_range() takes
2171  * a reference against the returned pages.
2172  *
2173  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
2174  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
2175  * We also update @start to index the next page for the traversal.
2176  *
2177  * Return: the number of pages which were found. If this number is
2178  * smaller than @nr_pages, the end of specified range has been
2179  * reached.
2180  */
2181 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
2182                               pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
2183                               struct page **pages)
2184 {
2185         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
2186         struct folio *folio;
2187         unsigned ret = 0;
2188
2189         if (unlikely(!nr_pages))
2190                 return 0;
2191
2192         rcu_read_lock();
2193         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2194                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
2195                 if (xa_is_value(folio))
2196                         continue;
2197
2198 again:
2199                 pages[ret] = folio_file_page(folio, xas.xa_index);
2200                 if (++ret == nr_pages) {
2201                         *start = xas.xa_index + 1;
2202                         goto out;
2203                 }
2204                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, end)) {
2205                         xas.xa_index++;
2206                         folio_ref_inc(folio);
2207                         goto again;
2208                 }
2209         }
2210
2211         /*
2212          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
2213          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
2214          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
2215          * already broken anyway.
2216          */
2217         if (end == (pgoff_t)-1)
2218                 *start = (pgoff_t)-1;
2219         else
2220                 *start = end + 1;
2221 out:
2222         rcu_read_unlock();
2223
2224         return ret;
2225 }
2226
2227 /**
2228  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
2229  * @mapping:    The address_space to search
2230  * @index:      The starting page index
2231  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2232  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2233  *
2234  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages(), except
2235  * that the returned number of pages are guaranteed to be contiguous.
2236  *
2237  * Return: the number of pages which were found.
2238  */
2239 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2240                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
2241 {
2242         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2243         struct folio *folio;
2244         unsigned int ret = 0;
2245
2246         if (unlikely(!nr_pages))
2247                 return 0;
2248
2249         rcu_read_lock();
2250         for (folio = xas_load(&xas); folio; folio = xas_next(&xas)) {
2251                 if (xas_retry(&xas, folio))
2252                         continue;
2253                 /*
2254                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
2255                  * No current caller is looking for DAX entries.
2256                  */
2257                 if (xa_is_value(folio))
2258                         break;
2259
2260                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
2261                         goto retry;
2262
2263                 if (unlikely(folio != xas_reload(&xas)))
2264                         goto put_page;
2265
2266 again:
2267                 pages[ret] = folio_file_page(folio, xas.xa_index);
2268                 if (++ret == nr_pages)
2269                         break;
2270                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, ULONG_MAX)) {
2271                         xas.xa_index++;
2272                         folio_ref_inc(folio);
2273                         goto again;
2274                 }
2275                 continue;
2276 put_page:
2277                 folio_put(folio);
2278 retry:
2279                 xas_reset(&xas);
2280         }
2281         rcu_read_unlock();
2282         return ret;
2283 }
2284 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
2285
2286 /**
2287  * find_get_pages_range_tag - Find and return head pages matching @tag.
2288  * @mapping:    the address_space to search
2289  * @index:      the starting page index
2290  * @end:        The final page index (inclusive)
2291  * @tag:        the tag index
2292  * @nr_pages:   the maximum number of pages
2293  * @pages:      where the resulting pages are placed
2294  *
2295  * Like find_get_pages(), except we only return head pages which are tagged
2296  * with @tag.  @index is updated to the index immediately after the last
2297  * page we return, ready for the next iteration.
2298  *
2299  * Return: the number of pages which were found.
2300  */
2301 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
2302                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
2303                         struct page **pages)
2304 {
2305         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
2306         struct folio *folio;
2307         unsigned ret = 0;
2308
2309         if (unlikely(!nr_pages))
2310                 return 0;
2311
2312         rcu_read_lock();
2313         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, tag))) {
2314                 /*
2315                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
2316                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
2317                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
2318                  */
2319                 if (xa_is_value(folio))
2320                         continue;
2321
2322                 pages[ret] = &folio->page;
2323                 if (++ret == nr_pages) {
2324                         *index = folio->index + folio_nr_pages(folio);
2325                         goto out;
2326                 }
2327         }
2328
2329         /*
2330          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
2331          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
2332          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
2333          * broken anyway.
2334          */
2335         if (end == (pgoff_t)-1)
2336                 *index = (pgoff_t)-1;
2337         else
2338                 *index = end + 1;
2339 out:
2340         rcu_read_unlock();
2341
2342         return ret;
2343 }
2344 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
2345
2346 /*
2347  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
2348  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
2349  *
2350  *      ---R__________________________________________B__________
2351  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
2352  *
2353  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
2354  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
2355  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
2356  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
2357  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2358  *
2359  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2360  */
2361 static void shrink_readahead_size_eio(struct file_ra_state *ra)
2362 {
2363         ra->ra_pages /= 4;
2364 }
2365
2366 /*
2367  * filemap_get_read_batch - Get a batch of folios for read
2368  *
2369  * Get a batch of folios which represent a contiguous range of bytes in
2370  * the file.  No exceptional entries will be returned.  If @index is in
2371  * the middle of a folio, the entire folio will be returned.  The last
2372  * folio in the batch may have the readahead flag set or the uptodate flag
2373  * clear so that the caller can take the appropriate action.
2374  */
2375 static void filemap_get_read_batch(struct address_space *mapping,
2376                 pgoff_t index, pgoff_t max, struct folio_batch *fbatch)
2377 {
2378         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2379         struct folio *folio;
2380
2381         rcu_read_lock();
2382         for (folio = xas_load(&xas); folio; folio = xas_next(&xas)) {
2383                 if (xas_retry(&xas, folio))
2384                         continue;
2385                 if (xas.xa_index > max || xa_is_value(folio))
2386                         break;
2387                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
2388                         goto retry;
2389
2390                 if (unlikely(folio != xas_reload(&xas)))
2391                         goto put_folio;
2392
2393                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2394                         break;
2395                 if (!folio_test_uptodate(folio))
2396                         break;
2397                 if (folio_test_readahead(folio))
2398                         break;
2399                 xas_advance(&xas, folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1);
2400                 continue;
2401 put_folio:
2402                 folio_put(folio);
2403 retry:
2404                 xas_reset(&xas);
2405         }
2406         rcu_read_unlock();
2407 }
2408
2409 static int filemap_read_folio(struct file *file, struct address_space *mapping,
2410                 struct folio *folio)
2411 {
2412         int error;
2413
2414         /*
2415          * A previous I/O error may have been due to temporary failures,
2416          * eg. multipath errors.  PG_error will be set again if readpage
2417          * fails.
2418          */
2419         folio_clear_error(folio);
2420         /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2421         error = mapping->a_ops->readpage(file, &folio->page);
2422         if (error)
2423                 return error;
2424
2425         error = folio_wait_locked_killable(folio);
2426         if (error)
2427                 return error;
2428         if (folio_test_uptodate(folio))
2429                 return 0;
2430         shrink_readahead_size_eio(&file->f_ra);
2431         return -EIO;
2432 }
2433
2434 static bool filemap_range_uptodate(struct address_space *mapping,
2435                 loff_t pos, struct iov_iter *iter, struct folio *folio)
2436 {
2437         int count;
2438
2439         if (folio_test_uptodate(folio))
2440                 return true;
2441         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2442         if (iov_iter_is_pipe(iter))
2443                 return false;
2444         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2445                 return false;
2446         if (mapping->host->i_blkbits >= folio_shift(folio))
2447                 return false;
2448
2449         count = iter->count;
2450         if (folio_pos(folio) > pos) {
2451                 count -= folio_pos(folio) - pos;
2452                 pos = 0;
2453         } else {
2454                 pos -= folio_pos(folio);
2455         }
2456
2457         return mapping->a_ops->is_partially_uptodate(&folio->page, pos, count);
2458 }
2459
2460 static int filemap_update_page(struct kiocb *iocb,
2461                 struct address_space *mapping, struct iov_iter *iter,
2462                 struct folio *folio)
2463 {
2464         int error;
2465
2466         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2467                 if (!filemap_invalidate_trylock_shared(mapping))
2468                         return -EAGAIN;
2469         } else {
2470                 filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2471         }
2472
2473         if (!folio_trylock(folio)) {
2474                 error = -EAGAIN;
2475                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_NOIO))
2476                         goto unlock_mapping;
2477                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ)) {
2478                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2479                         /*
2480                          * This is where we usually end up waiting for a
2481                          * previously submitted readahead to finish.
2482                          */
2483                         folio_put_wait_locked(folio, TASK_KILLABLE);
2484                         return AOP_TRUNCATED_PAGE;
2485                 }
2486                 error = __folio_lock_async(folio, iocb->ki_waitq);
2487                 if (error)
2488                         goto unlock_mapping;
2489         }
2490
2491         error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2492         if (!folio->mapping)
2493                 goto unlock;
2494
2495         error = 0;
2496         if (filemap_range_uptodate(mapping, iocb->ki_pos, iter, folio))
2497                 goto unlock;
2498
2499         error = -EAGAIN;
2500         if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOIO | IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2501                 goto unlock;
2502
2503         error = filemap_read_folio(iocb->ki_filp, mapping, folio);
2504         goto unlock_mapping;
2505 unlock:
2506         folio_unlock(folio);
2507 unlock_mapping:
2508         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2509         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2510                 folio_put(folio);
2511         return error;
2512 }
2513
2514 static int filemap_create_folio(struct file *file,
2515                 struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2516                 struct folio_batch *fbatch)
2517 {
2518         struct folio *folio;
2519         int error;
2520
2521         folio = filemap_alloc_folio(mapping_gfp_mask(mapping), 0);
2522         if (!folio)
2523                 return -ENOMEM;
2524
2525         /*
2526          * Protect against truncate / hole punch. Grabbing invalidate_lock
2527          * here assures we cannot instantiate and bring uptodate new
2528          * pagecache folios after evicting page cache during truncate
2529          * and before actually freeing blocks.  Note that we could
2530          * release invalidate_lock after inserting the folio into
2531          * the page cache as the locked folio would then be enough to
2532          * synchronize with hole punching. But there are code paths
2533          * such as filemap_update_page() filling in partially uptodate
2534          * pages or ->readpages() that need to hold invalidate_lock
2535          * while mapping blocks for IO so let's hold the lock here as
2536          * well to keep locking rules simple.
2537          */
2538         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2539         error = filemap_add_folio(mapping, folio, index,
2540                         mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2541         if (error == -EEXIST)
2542                 error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2543         if (error)
2544                 goto error;
2545
2546         error = filemap_read_folio(file, mapping, folio);
2547         if (error)
2548                 goto error;
2549
2550         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2551         folio_batch_add(fbatch, folio);
2552         return 0;
2553 error:
2554         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2555         folio_put(folio);
2556         return error;
2557 }
2558
2559 static int filemap_readahead(struct kiocb *iocb, struct file *file,
2560                 struct address_space *mapping, struct folio *folio,
2561                 pgoff_t last_index)
2562 {
2563         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, &file->f_ra, mapping, folio->index);
2564
2565         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2566                 return -EAGAIN;
2567         page_cache_async_ra(&ractl, folio, last_index - folio->index);
2568         return 0;
2569 }
2570
2571 static int filemap_get_pages(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2572                 struct folio_batch *fbatch)
2573 {
2574         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2575         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2576         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2577         pgoff_t index = iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT;
2578         pgoff_t last_index;
2579         struct folio *folio;
2580         int err = 0;
2581
2582         last_index = DIV_ROUND_UP(iocb->ki_pos + iter->count, PAGE_SIZE);
2583 retry:
2584         if (fatal_signal_pending(current))
2585                 return -EINTR;
2586
2587         filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, fbatch);
2588         if (!folio_batch_count(fbatch)) {
2589                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2590                         return -EAGAIN;
2591                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, filp, index,
2592                                 last_index - index);
2593                 filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, fbatch);
2594         }
2595         if (!folio_batch_count(fbatch)) {
2596                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2597                         return -EAGAIN;
2598                 err = filemap_create_folio(filp, mapping,
2599                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, fbatch);
2600                 if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2601                         goto retry;
2602                 return err;
2603         }
2604
2605         folio = fbatch->folios[folio_batch_count(fbatch) - 1];
2606         if (folio_test_readahead(folio)) {
2607                 err = filemap_readahead(iocb, filp, mapping, folio, last_index);
2608                 if (err)
2609                         goto err;
2610         }
2611         if (!folio_test_uptodate(folio)) {
2612                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) &&
2613                     folio_batch_count(fbatch) > 1)
2614                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2615                 err = filemap_update_page(iocb, mapping, iter, folio);
2616                 if (err)
2617                         goto err;
2618         }
2619
2620         return 0;
2621 err:
2622         if (err < 0)
2623                 folio_put(folio);
2624         if (likely(--fbatch->nr))
2625                 return 0;
2626         if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2627                 goto retry;
2628         return err;
2629 }
2630
2631 /**
2632  * filemap_read - Read data from the page cache.
2633  * @iocb: The iocb to read.
2634  * @iter: Destination for the data.
2635  * @already_read: Number of bytes already read by the caller.
2636  *
2637  * Copies data from the page cache.  If the data is not currently present,
2638  * uses the readahead and readpage address_space operations to fetch it.
2639  *
2640  * Return: Total number of bytes copied, including those already read by
2641  * the caller.  If an error happens before any bytes are copied, returns
2642  * a negative error number.
2643  */
2644 ssize_t filemap_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2645                 ssize_t already_read)
2646 {
2647         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2648         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2649         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2650         struct inode *inode = mapping->host;
2651         struct folio_batch fbatch;
2652         int i, error = 0;
2653         bool writably_mapped;
2654         loff_t isize, end_offset;
2655
2656         if (unlikely(iocb->ki_pos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2657                 return 0;
2658         if (unlikely(!iov_iter_count(iter)))
2659                 return 0;
2660
2661         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2662         folio_batch_init(&fbatch);
2663
2664         do {
2665                 cond_resched();
2666
2667                 /*
2668                  * If we've already successfully copied some data, then we
2669                  * can no longer safely return -EIOCBQUEUED. Hence mark
2670                  * an async read NOWAIT at that point.
2671                  */
2672                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) && already_read)
2673                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2674
2675                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= i_size_read(inode)))
2676                         break;
2677
2678                 error = filemap_get_pages(iocb, iter, &fbatch);
2679                 if (error < 0)
2680                         break;
2681
2682                 /*
2683                  * i_size must be checked after we know the pages are Uptodate.
2684                  *
2685                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2686                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2687                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2688                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2689                  */
2690                 isize = i_size_read(inode);
2691                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= isize))
2692                         goto put_folios;
2693                 end_offset = min_t(loff_t, isize, iocb->ki_pos + iter->count);
2694
2695                 /*
2696                  * Once we start copying data, we don't want to be touching any
2697                  * cachelines that might be contended:
2698                  */
2699                 writably_mapped = mapping_writably_mapped(mapping);
2700
2701                 /*
2702                  * When a sequential read accesses a page several times, only
2703                  * mark it as accessed the first time.
2704                  */
2705                 if (iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT !=
2706                     ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT)
2707                         folio_mark_accessed(fbatch.folios[0]);
2708
2709                 for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++) {
2710                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
2711                         size_t fsize = folio_size(folio);
2712                         size_t offset = iocb->ki_pos & (fsize - 1);
2713                         size_t bytes = min_t(loff_t, end_offset - iocb->ki_pos,
2714                                              fsize - offset);
2715                         size_t copied;
2716
2717                         if (end_offset < folio_pos(folio))
2718                                 break;
2719                         if (i > 0)
2720                                 folio_mark_accessed(folio);
2721                         /*
2722                          * If users can be writing to this folio using arbitrary
2723                          * virtual addresses, take care of potential aliasing
2724                          * before reading the folio on the kernel side.
2725                          */
2726                         if (writably_mapped)
2727                                 flush_dcache_folio(folio);
2728
2729                         copied = copy_folio_to_iter(folio, offset, bytes, iter);
2730
2731                         already_read += copied;
2732                         iocb->ki_pos += copied;
2733                         ra->prev_pos = iocb->ki_pos;
2734
2735                         if (copied < bytes) {
2736                                 error = -EFAULT;
2737                                 break;
2738                         }
2739                 }
2740 put_folios:
2741                 for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++)
2742                         folio_put(fbatch.folios[i]);
2743                 folio_batch_init(&fbatch);
2744         } while (iov_iter_count(iter) && iocb->ki_pos < isize && !error);
2745
2746         file_accessed(filp);
2747
2748         return already_read ? already_read : error;
2749 }
2750 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_read);
2751
2752 /**
2753  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2754  * @iocb:       kernel I/O control block
2755  * @iter:       destination for the data read
2756  *
2757  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2758  * that can use the page cache directly.
2759  *
2760  * The IOCB_NOWAIT flag in iocb->ki_flags indicates that -EAGAIN shall
2761  * be returned when no data can be read without waiting for I/O requests
2762  * to complete; it doesn't prevent readahead.
2763  *
2764  * The IOCB_NOIO flag in iocb->ki_flags indicates that no new I/O
2765  * requests shall be made for the read or for readahead.  When no data
2766  * can be read, -EAGAIN shall be returned.  When readahead would be
2767  * triggered, a partial, possibly empty read shall be returned.
2768  *
2769  * Return:
2770  * * number of bytes copied, even for partial reads
2771  * * negative error code (or 0 if IOCB_NOIO) if nothing was read
2772  */
2773 ssize_t
2774 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2775 {
2776         size_t count = iov_iter_count(iter);
2777         ssize_t retval = 0;
2778
2779         if (!count)
2780                 return 0; /* skip atime */
2781
2782         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2783                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2784                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2785                 struct inode *inode = mapping->host;
2786
2787                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2788                         if (filemap_range_needs_writeback(mapping, iocb->ki_pos,
2789                                                 iocb->ki_pos + count - 1))
2790                                 return -EAGAIN;
2791                 } else {
2792                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2793                                                 iocb->ki_pos,
2794                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2795                         if (retval < 0)
2796                                 return retval;
2797                 }
2798
2799                 file_accessed(file);
2800
2801                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2802                 if (retval >= 0) {
2803                         iocb->ki_pos += retval;
2804                         count -= retval;
2805                 }
2806                 if (retval != -EIOCBQUEUED)
2807                         iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2808
2809                 /*
2810                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2811                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2812                  * we've already read everything we wanted to, or if
2813                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2814                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2815                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2816                  * DAX files, so don't bother trying.
2817                  */
2818                 if (retval < 0 || !count || IS_DAX(inode))
2819                         return retval;
2820                 if (iocb->ki_pos >= i_size_read(inode))
2821                         return retval;
2822         }
2823
2824         return filemap_read(iocb, iter, retval);
2825 }
2826 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2827
2828 static inline loff_t folio_seek_hole_data(struct xa_state *xas,
2829                 struct address_space *mapping, struct folio *folio,
2830                 loff_t start, loff_t end, bool seek_data)
2831 {
2832         const struct address_space_operations *ops = mapping->a_ops;
2833         size_t offset, bsz = i_blocksize(mapping->host);
2834
2835         if (xa_is_value(folio) || folio_test_uptodate(folio))
2836                 return seek_data ? start : end;
2837         if (!ops->is_partially_uptodate)
2838                 return seek_data ? end : start;
2839
2840         xas_pause(xas);
2841         rcu_read_unlock();
2842         folio_lock(folio);
2843         if (unlikely(folio->mapping != mapping))
2844                 goto unlock;
2845
2846         offset = offset_in_folio(folio, start) & ~(bsz - 1);
2847
2848         do {
2849                 if (ops->is_partially_uptodate(&folio->page, offset, bsz) ==
2850                                                         seek_data)
2851                         break;
2852                 start = (start + bsz) & ~(bsz - 1);
2853                 offset += bsz;
2854         } while (offset < folio_size(folio));
2855 unlock:
2856         folio_unlock(folio);
2857         rcu_read_lock();
2858         return start;
2859 }
2860
2861 static inline size_t seek_folio_size(struct xa_state *xas, struct folio *folio)
2862 {
2863         if (xa_is_value(folio))
2864                 return PAGE_SIZE << xa_get_order(xas->xa, xas->xa_index);
2865         return folio_size(folio);
2866 }
2867
2868 /**
2869  * mapping_seek_hole_data - Seek for SEEK_DATA / SEEK_HOLE in the page cache.
2870  * @mapping: Address space to search.
2871  * @start: First byte to consider.
2872  * @end: Limit of search (exclusive).
2873  * @whence: Either SEEK_HOLE or SEEK_DATA.
2874  *
2875  * If the page cache knows which blocks contain holes and which blocks
2876  * contain data, your filesystem can use this function to implement
2877  * SEEK_HOLE and SEEK_DATA.  This is useful for filesystems which are
2878  * entirely memory-based such as tmpfs, and filesystems which support
2879  * unwritten extents.
2880  *
2881  * Return: The requested offset on success, or -ENXIO if @whence specifies
2882  * SEEK_DATA and there is no data after @start.  There is an implicit hole
2883  * after @end - 1, so SEEK_HOLE returns @end if all the bytes between @start
2884  * and @end contain data.
2885  */
2886 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *mapping, loff_t start,
2887                 loff_t end, int whence)
2888 {
2889         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start >> PAGE_SHIFT);
2890         pgoff_t max = (end - 1) >> PAGE_SHIFT;
2891         bool seek_data = (whence == SEEK_DATA);
2892         struct folio *folio;
2893
2894         if (end <= start)
2895                 return -ENXIO;
2896
2897         rcu_read_lock();
2898         while ((folio = find_get_entry(&xas, max, XA_PRESENT))) {
2899                 loff_t pos = (u64)xas.xa_index << PAGE_SHIFT;
2900                 size_t seek_size;
2901
2902                 if (start < pos) {
2903                         if (!seek_data)
2904                                 goto unlock;
2905                         start = pos;
2906                 }
2907
2908                 seek_size = seek_folio_size(&xas, folio);
2909                 pos = round_up((u64)pos + 1, seek_size);
2910                 start = folio_seek_hole_data(&xas, mapping, folio, start, pos,
2911                                 seek_data);
2912                 if (start < pos)
2913                         goto unlock;
2914                 if (start >= end)
2915                         break;
2916                 if (seek_size > PAGE_SIZE)
2917                         xas_set(&xas, pos >> PAGE_SHIFT);
2918                 if (!xa_is_value(folio))
2919                         folio_put(folio);
2920         }
2921         if (seek_data)
2922                 start = -ENXIO;
2923 unlock:
2924         rcu_read_unlock();
2925         if (folio && !xa_is_value(folio))
2926                 folio_put(folio);
2927         if (start > end)
2928                 return end;
2929         return start;
2930 }
2931
2932 #ifdef CONFIG_MMU
2933 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2934 /*
2935  * lock_folio_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_lock
2936  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2937  * @folio - the folio to lock.
2938  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2939  *
2940  * This works similar to lock_folio_or_retry in that it can drop the
2941  * mmap_lock.  It differs in that it actually returns the folio locked
2942  * if it returns 1 and 0 if it couldn't lock the folio.  If we did have
2943  * to drop the mmap_lock then fpin will point to the pinned file and
2944  * needs to be fput()'ed at a later point.
2945  */
2946 static int lock_folio_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct folio *folio,
2947                                      struct file **fpin)
2948 {
2949         if (folio_trylock(folio))
2950                 return 1;
2951
2952         /*
2953          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2954          * the mmap_lock still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2955          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2956          */
2957         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2958                 return 0;
2959
2960         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2961         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2962                 if (__folio_lock_killable(folio)) {
2963                         /*
2964                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_lock,
2965                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2966                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2967                          * mmap_lock here and return 0 if we don't have a fpin.
2968                          */
2969                         if (*fpin == NULL)
2970                                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
2971                         return 0;
2972                 }
2973         } else
2974                 __folio_lock(folio);
2975
2976         return 1;
2977 }
2978
2979 /*
2980  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2981  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2982  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2983  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2984  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2985  */
2986 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2987 {
2988         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2989         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2990         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2991         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, vmf->pgoff);
2992         struct file *fpin = NULL;
2993         unsigned int mmap_miss;
2994
2995         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2996         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2997                 return fpin;
2998         if (!ra->ra_pages)
2999                 return fpin;
3000
3001         if (vmf->vma->vm_flags & VM_SEQ_READ) {
3002                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3003                 page_cache_sync_ra(&ractl, ra->ra_pages);
3004                 return fpin;
3005         }
3006
3007         /* Avoid banging the cache line if not needed */
3008         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3009         if (mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
3010                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, ++mmap_miss);
3011
3012         /*
3013          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
3014          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
3015          */
3016         if (mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
3017                 return fpin;
3018
3019         /*
3020          * mmap read-around
3021          */
3022         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3023         ra->start = max_t(long, 0, vmf->pgoff - ra->ra_pages / 2);
3024         ra->size = ra->ra_pages;
3025         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
3026         ractl._index = ra->start;
3027         do_page_cache_ra(&ractl, ra->size, ra->async_size);
3028         return fpin;
3029 }
3030
3031 /*
3032  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
3033  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
3034  * was pinned if we have to drop the mmap_lock in order to do IO.
3035  */
3036 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
3037                                             struct folio *folio)
3038 {
3039         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3040         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
3041         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, file->f_mapping, vmf->pgoff);
3042         struct file *fpin = NULL;
3043         unsigned int mmap_miss;
3044
3045         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
3046         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ || !ra->ra_pages)
3047                 return fpin;
3048
3049         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3050         if (mmap_miss)
3051                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, --mmap_miss);
3052
3053         if (folio_test_readahead(folio)) {
3054                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3055                 page_cache_async_ra(&ractl, folio, ra->ra_pages);
3056         }
3057         return fpin;
3058 }
3059
3060 /**
3061  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
3062  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
3063  *
3064  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
3065  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
3066  *
3067  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
3068  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
3069  * having a lot of duplicated code.
3070  *
3071  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held on entry.
3072  *
3073  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_lock
3074  * may be dropped before doing I/O or by lock_folio_maybe_drop_mmap().
3075  *
3076  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_lock
3077  * has not been released.
3078  *
3079  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
3080  *
3081  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
3082  */
3083 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
3084 {
3085         int error;
3086         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3087         struct file *fpin = NULL;
3088         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3089         struct inode *inode = mapping->host;
3090         pgoff_t max_idx, index = vmf->pgoff;
3091         struct folio *folio;
3092         vm_fault_t ret = 0;
3093         bool mapping_locked = false;
3094
3095         max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3096         if (unlikely(index >= max_idx))
3097                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3098
3099         /*
3100          * Do we have something in the page cache already?
3101          */
3102         folio = filemap_get_folio(mapping, index);
3103         if (likely(folio)) {
3104                 /*
3105                  * We found the page, so try async readahead before waiting for
3106                  * the lock.
3107                  */
3108                 if (!(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED))
3109                         fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, folio);
3110                 if (unlikely(!folio_test_uptodate(folio))) {
3111                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3112                         mapping_locked = true;
3113                 }
3114         } else {
3115                 /* No page in the page cache at all */
3116                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
3117                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
3118                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
3119                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
3120 retry_find:
3121                 /*
3122                  * See comment in filemap_create_folio() why we need
3123                  * invalidate_lock
3124                  */
3125                 if (!mapping_locked) {
3126                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3127                         mapping_locked = true;
3128                 }
3129                 folio = __filemap_get_folio(mapping, index,
3130                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
3131                                           vmf->gfp_mask);
3132                 if (!folio) {
3133                         if (fpin)
3134                                 goto out_retry;
3135                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3136                         return VM_FAULT_OOM;
3137                 }
3138         }
3139
3140         if (!lock_folio_maybe_drop_mmap(vmf, folio, &fpin))
3141                 goto out_retry;
3142
3143         /* Did it get truncated? */
3144         if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
3145                 folio_unlock(folio);
3146                 folio_put(folio);
3147                 goto retry_find;
3148         }
3149         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, index), folio);
3150
3151         /*
3152          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
3153          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
3154          */
3155         if (unlikely(!folio_test_uptodate(folio))) {
3156                 /*
3157                  * The page was in cache and uptodate and now it is not.
3158                  * Strange but possible since we didn't hold the page lock all
3159                  * the time. Let's drop everything get the invalidate lock and
3160                  * try again.
3161                  */
3162                 if (!mapping_locked) {
3163                         folio_unlock(folio);
3164                         folio_put(folio);
3165                         goto retry_find;
3166                 }
3167                 goto page_not_uptodate;
3168         }
3169
3170         /*
3171          * We've made it this far and we had to drop our mmap_lock, now is the
3172          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
3173          * redo the fault.
3174          */
3175         if (fpin) {
3176                 folio_unlock(folio);
3177                 goto out_retry;
3178         }
3179         if (mapping_locked)
3180                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3181
3182         /*
3183          * Found the page and have a reference on it.
3184          * We must recheck i_size under page lock.
3185          */
3186         max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3187         if (unlikely(index >= max_idx)) {
3188                 folio_unlock(folio);
3189                 folio_put(folio);
3190                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3191         }
3192
3193         vmf->page = folio_file_page(folio, index);
3194         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
3195
3196 page_not_uptodate:
3197         /*
3198          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
3199          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
3200          * because there really aren't any performance issues here
3201          * and we need to check for errors.
3202          */
3203         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3204         error = filemap_read_folio(file, mapping, folio);
3205         if (fpin)
3206                 goto out_retry;
3207         folio_put(folio);
3208
3209         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
3210                 goto retry_find;
3211         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3212
3213         return VM_FAULT_SIGBUS;
3214
3215 out_retry:
3216         /*
3217          * We dropped the mmap_lock, we need to return to the fault handler to
3218          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
3219          * page.
3220          */
3221         if (folio)
3222                 folio_put(folio);
3223         if (mapping_locked)
3224                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3225         if (fpin)
3226                 fput(fpin);
3227         return ret | VM_FAULT_RETRY;
3228 }
3229 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
3230
3231 static bool filemap_map_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page)
3232 {
3233         struct mm_struct *mm = vmf->vma->vm_mm;
3234
3235         /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
3236         if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd)) {
3237                 unlock_page(page);
3238                 put_page(page);
3239                 return true;
3240         }
3241
3242         if (pmd_none(*vmf->pmd) && PageTransHuge(page)) {
3243                 vm_fault_t ret = do_set_pmd(vmf, page);
3244                 if (!ret) {
3245                         /* The page is mapped successfully, reference consumed. */
3246                         unlock_page(page);
3247                         return true;
3248                 }
3249         }
3250
3251         if (pmd_none(*vmf->pmd))
3252                 pmd_install(mm, vmf->pmd, &vmf->prealloc_pte);
3253
3254         /* See comment in handle_pte_fault() */
3255         if (pmd_devmap_trans_unstable(vmf->pmd)) {
3256                 unlock_page(page);
3257                 put_page(page);
3258                 return true;
3259         }
3260
3261         return false;
3262 }
3263
3264 static struct folio *next_uptodate_page(struct folio *folio,
3265                                        struct address_space *mapping,
3266                                        struct xa_state *xas, pgoff_t end_pgoff)
3267 {
3268         unsigned long max_idx;
3269
3270         do {
3271                 if (!folio)
3272                         return NULL;
3273                 if (xas_retry(xas, folio))
3274                         continue;
3275                 if (xa_is_value(folio))
3276                         continue;
3277                 if (folio_test_locked(folio))
3278                         continue;
3279                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
3280                         continue;
3281                 /* Has the page moved or been split? */
3282                 if (unlikely(folio != xas_reload(xas)))
3283                         goto skip;
3284                 if (!folio_test_uptodate(folio) || folio_test_readahead(folio))
3285                         goto skip;
3286                 if (!folio_trylock(folio))
3287                         goto skip;
3288                 if (folio->mapping != mapping)
3289                         goto unlock;
3290                 if (!folio_test_uptodate(folio))
3291                         goto unlock;
3292                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
3293                 if (xas->xa_index >= max_idx)
3294                         goto unlock;
3295                 return folio;
3296 unlock:
3297                 folio_unlock(folio);
3298 skip:
3299                 folio_put(folio);
3300         } while ((folio = xas_next_entry(xas, end_pgoff)) != NULL);
3301
3302         return NULL;
3303 }
3304
3305 static inline struct folio *first_map_page(struct address_space *mapping,
3306                                           struct xa_state *xas,
3307                                           pgoff_t end_pgoff)
3308 {
3309         return next_uptodate_page(xas_find(xas, end_pgoff),
3310                                   mapping, xas, end_pgoff);
3311 }
3312
3313 static inline struct folio *next_map_page(struct address_space *mapping,
3314                                          struct xa_state *xas,
3315                                          pgoff_t end_pgoff)
3316 {
3317         return next_uptodate_page(xas_next_entry(xas, end_pgoff),
3318                                   mapping, xas, end_pgoff);
3319 }
3320
3321 vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3322                              pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
3323 {
3324         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
3325         struct file *file = vma->vm_file;
3326         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3327         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
3328         unsigned long addr;
3329         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
3330         struct folio *folio;
3331         struct page *page;
3332         unsigned int mmap_miss = READ_ONCE(file->f_ra.mmap_miss);
3333         vm_fault_t ret = 0;
3334
3335         rcu_read_lock();
3336         folio = first_map_page(mapping, &xas, end_pgoff);
3337         if (!folio)
3338                 goto out;
3339
3340         if (filemap_map_pmd(vmf, &folio->page)) {
3341                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3342                 goto out;
3343         }
3344
3345         addr = vma->vm_start + ((start_pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
3346         vmf->pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, vmf->pmd, addr, &vmf->ptl);
3347         do {
3348 again:
3349                 page = folio_file_page(folio, xas.xa_index);
3350                 if (PageHWPoison(page))
3351                         goto unlock;
3352
3353                 if (mmap_miss > 0)
3354                         mmap_miss--;
3355
3356                 addr += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
3357                 vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
3358                 last_pgoff = xas.xa_index;
3359
3360                 if (!pte_none(*vmf->pte))
3361                         goto unlock;
3362
3363                 /* We're about to handle the fault */
3364                 if (vmf->address == addr)
3365                         ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3366
3367                 do_set_pte(vmf, page, addr);
3368                 /* no need to invalidate: a not-present page won't be cached */
3369                 update_mmu_cache(vma, addr, vmf->pte);
3370                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, end_pgoff)) {
3371                         xas.xa_index++;
3372                         folio_ref_inc(folio);
3373                         goto again;
3374                 }
3375                 folio_unlock(folio);
3376                 continue;
3377 unlock:
3378                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, end_pgoff)) {
3379                         xas.xa_index++;
3380                         goto again;
3381                 }
3382                 folio_unlock(folio);
3383                 folio_put(folio);
3384         } while ((folio = next_map_page(mapping, &xas, end_pgoff)) != NULL);
3385         pte_unmap_unlock(vmf->pte, vmf->ptl);
3386 out:
3387         rcu_read_unlock();
3388         WRITE_ONCE(file->f_ra.mmap_miss, mmap_miss);
3389         return ret;
3390 }
3391 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
3392
3393 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3394 {
3395         struct address_space *mapping = vmf->vma->vm_file->f_mapping;
3396         struct folio *folio = page_folio(vmf->page);
3397         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
3398
3399         sb_start_pagefault(mapping->host->i_sb);
3400         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
3401         folio_lock(folio);
3402         if (folio->mapping != mapping) {
3403                 folio_unlock(folio);
3404                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3405                 goto out;
3406         }
3407         /*
3408          * We mark the folio dirty already here so that when freeze is in
3409          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
3410          * see the dirty folio and writeprotect it again.
3411          */
3412         folio_mark_dirty(folio);
3413         folio_wait_stable(folio);
3414 out:
3415         sb_end_pagefault(mapping->host->i_sb);
3416         return ret;
3417 }
3418
3419 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
3420         .fault          = filemap_fault,
3421         .map_pages      = filemap_map_pages,
3422         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
3423 };
3424
3425 /* This is used for a general mmap of a disk file */
3426
3427 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3428 {
3429         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3430
3431         if (!mapping->a_ops->readpage)
3432                 return -ENOEXEC;
3433         file_accessed(file);
3434         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
3435         return 0;
3436 }
3437
3438 /*
3439  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
3440  */
3441 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3442 {
3443         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
3444                 return -EINVAL;
3445         return generic_file_mmap(file, vma);
3446 }
3447 #else
3448 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3449 {
3450         return VM_FAULT_SIGBUS;
3451 }
3452 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3453 {
3454         return -ENOSYS;
3455 }
3456 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3457 {
3458         return -ENOSYS;
3459 }
3460 #endif /* CONFIG_MMU */
3461
3462 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
3463 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
3464 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
3465
3466 static struct folio *do_read_cache_folio(struct address_space *mapping,
3467                 pgoff_t index, filler_t filler, void *data, gfp_t gfp)
3468 {
3469         struct folio *folio;
3470         int err;
3471 repeat:
3472         folio = filemap_get_folio(mapping, index);
3473         if (!folio) {
3474                 folio = filemap_alloc_folio(gfp, 0);
3475                 if (!folio)
3476                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3477                 err = filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp);
3478                 if (unlikely(err)) {
3479                         folio_put(folio);
3480                         if (err == -EEXIST)
3481                                 goto repeat;
3482                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
3483                         return ERR_PTR(err);
3484                 }
3485
3486 filler:
3487                 if (filler)
3488                         err = filler(data, &folio->page);
3489                 else
3490                         err = mapping->a_ops->readpage(data, &folio->page);
3491
3492                 if (err < 0) {
3493                         folio_put(folio);
3494                         return ERR_PTR(err);
3495                 }
3496
3497                 folio_wait_locked(folio);
3498                 if (!folio_test_uptodate(folio)) {
3499                         folio_put(folio);
3500                         return ERR_PTR(-EIO);
3501                 }
3502
3503                 goto out;
3504         }
3505         if (folio_test_uptodate(folio))
3506                 goto out;
3507
3508         if (!folio_trylock(folio)) {
3509                 folio_put_wait_locked(folio, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3510                 goto repeat;
3511         }
3512
3513         /* Folio was truncated from mapping */
3514         if (!folio->mapping) {
3515                 folio_unlock(folio);
3516                 folio_put(folio);
3517                 goto repeat;
3518         }
3519
3520         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
3521         if (folio_test_uptodate(folio)) {
3522                 folio_unlock(folio);
3523                 goto out;
3524         }
3525
3526         /*
3527          * A previous I/O error may have been due to temporary
3528          * failures.
3529          * Clear page error before actual read, PG_error will be
3530          * set again if read page fails.
3531          */
3532         folio_clear_error(folio);
3533         goto filler;
3534
3535 out:
3536         folio_mark_accessed(folio);
3537         return folio;
3538 }
3539
3540 /**
3541  * read_cache_folio - read into page cache, fill it if needed
3542  * @mapping:    the page's address_space
3543  * @index:      the page index
3544  * @filler:     function to perform the read
3545  * @data:       first arg to filler(data, page) function, often left as NULL
3546  *
3547  * Read into the page cache. If a page already exists, and PageUptodate() is
3548  * not set, try to fill the page and wait for it to become unlocked.
3549  *
3550  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3551  *
3552  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3553  *
3554  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3555  */
3556 struct folio *read_cache_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
3557                 filler_t filler, void *data)
3558 {
3559         return do_read_cache_folio(mapping, index, filler, data,
3560                         mapping_gfp_mask(mapping));
3561 }
3562 EXPORT_SYMBOL(read_cache_folio);
3563
3564 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
3565                 pgoff_t index, filler_t *filler, void *data, gfp_t gfp)
3566 {
3567         struct folio *folio;
3568
3569         folio = do_read_cache_folio(mapping, index, filler, data, gfp);
3570         if (IS_ERR(folio))
3571                 return &folio->page;
3572         return folio_file_page(folio, index);
3573 }
3574
3575 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
3576                                 pgoff_t index, filler_t *filler, void *data)
3577 {
3578         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, data,
3579                         mapping_gfp_mask(mapping));
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
3582
3583 /**
3584  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
3585  * @mapping:    the page's address_space
3586  * @index:      the page index
3587  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
3588  *
3589  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
3590  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
3591  *
3592  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3593  *
3594  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3595  *
3596  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3597  */
3598 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
3599                                 pgoff_t index,
3600                                 gfp_t gfp)
3601 {
3602         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
3603 }
3604 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
3605
3606 int pagecache_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
3607                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
3608                                 struct page **pagep, void **fsdata)
3609 {
3610         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3611
3612         return aops->write_begin(file, mapping, pos, len, flags,
3613                                                         pagep, fsdata);
3614 }
3615 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_begin);
3616
3617 int pagecache_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
3618                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
3619                                 struct page *page, void *fsdata)
3620 {
3621         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3622
3623         return aops->write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
3624 }
3625 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_end);
3626
3627 /*
3628  * Warn about a page cache invalidation failure during a direct I/O write.
3629  */
3630 void dio_warn_stale_pagecache(struct file *filp)
3631 {
3632         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, 86400 * HZ, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3633         char pathname[128];
3634         char *path;
3635
3636         errseq_set(&filp->f_mapping->wb_err, -EIO);
3637         if (__ratelimit(&_rs)) {
3638                 path = file_path(filp, pathname, sizeof(pathname));
3639                 if (IS_ERR(path))
3640                         path = "(unknown)";
3641                 pr_crit("Page cache invalidation failure on direct I/O.  Possible data corruption due to collision with buffered I/O!\n");
3642                 pr_crit("File: %s PID: %d Comm: %.20s\n", path, current->pid,
3643                         current->comm);
3644         }
3645 }
3646
3647 ssize_t
3648 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3649 {
3650         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3651         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3652         struct inode    *inode = mapping->host;
3653         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3654         ssize_t         written;
3655         size_t          write_len;
3656         pgoff_t         end;
3657
3658         write_len = iov_iter_count(from);
3659         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3660
3661         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3662                 /* If there are pages to writeback, return */
3663                 if (filemap_range_has_page(file->f_mapping, pos,
3664                                            pos + write_len - 1))
3665                         return -EAGAIN;
3666         } else {
3667                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3668                                                         pos + write_len - 1);
3669                 if (written)
3670                         goto out;
3671         }
3672
3673         /*
3674          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3675          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3676          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3677          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3678          */
3679         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3680                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3681         /*
3682          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3683          * to buffered write.
3684          */
3685         if (written) {
3686                 if (written == -EBUSY)
3687                         return 0;
3688                 goto out;
3689         }
3690
3691         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3692
3693         /*
3694          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3695          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3696          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3697          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3698          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3699          * fails, tough, the write still worked...
3700          *
3701          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3702          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3703          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3704          * them by removing it completely.
3705          *
3706          * Noticeable example is a blkdev_direct_IO().
3707          *
3708          * Skip invalidation for async writes or if mapping has no pages.
3709          */
3710         if (written > 0 && mapping->nrpages &&
3711             invalidate_inode_pages2_range(mapping, pos >> PAGE_SHIFT, end))
3712                 dio_warn_stale_pagecache(file);
3713
3714         if (written > 0) {
3715                 pos += written;
3716                 write_len -= written;
3717                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3718                         i_size_write(inode, pos);
3719                         mark_inode_dirty(inode);
3720                 }
3721                 iocb->ki_pos = pos;
3722         }
3723         if (written != -EIOCBQUEUED)
3724                 iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3725 out:
3726         return written;
3727 }
3728 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3729
3730 ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
3731                                 struct iov_iter *i, loff_t pos)
3732 {
3733         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3734         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3735         long status = 0;
3736         ssize_t written = 0;
3737         unsigned int flags = 0;
3738
3739         do {
3740                 struct page *page;
3741                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3742                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3743                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3744                 void *fsdata;
3745
3746                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3747                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3748                                                 iov_iter_count(i));
3749
3750 again:
3751                 /*
3752                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3753                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3754                  * same page as we're writing to, without it being marked
3755                  * up-to-date.
3756                  */
3757                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes))) {
3758                         status = -EFAULT;
3759                         break;
3760                 }
3761
3762                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3763                         status = -EINTR;
3764                         break;
3765                 }
3766
3767                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
3768                                                 &page, &fsdata);
3769                 if (unlikely(status < 0))
3770                         break;
3771
3772                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3773                         flush_dcache_page(page);
3774
3775                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, bytes, i);
3776                 flush_dcache_page(page);
3777
3778                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3779                                                 page, fsdata);
3780                 if (unlikely(status != copied)) {
3781                         iov_iter_revert(i, copied - max(status, 0L));
3782                         if (unlikely(status < 0))
3783                                 break;
3784                 }
3785                 cond_resched();
3786
3787                 if (unlikely(status == 0)) {
3788                         /*
3789                          * A short copy made ->write_end() reject the
3790                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
3791                          * halfway through, might be a race with munmap,
3792                          * might be severe memory pressure.
3793                          */
3794                         if (copied)
3795                                 bytes = copied;
3796                         goto again;
3797                 }
3798                 pos += status;
3799                 written += status;
3800
3801                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3802         } while (iov_iter_count(i));
3803
3804         return written ? written : status;
3805 }
3806 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3807
3808 /**
3809  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3810  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3811  * @from:       iov_iter with data to write
3812  *
3813  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3814  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3815  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3816  * do direct IO or a standard buffered write.
3817  *
3818  * It expects i_rwsem to be grabbed unless we work on a block device or similar
3819  * object which does not need locking at all.
3820  *
3821  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3822  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3823  * avoid syncing under i_rwsem.
3824  *
3825  * Return:
3826  * * number of bytes written, even for truncated writes
3827  * * negative error code if no data has been written at all
3828  */
3829 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3830 {
3831         struct file *file = iocb->ki_filp;
3832         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3833         struct inode    *inode = mapping->host;
3834         ssize_t         written = 0;
3835         ssize_t         err;
3836         ssize_t         status;
3837
3838         /* We can write back this queue in page reclaim */
3839         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3840         err = file_remove_privs(file);
3841         if (err)
3842                 goto out;
3843
3844         err = file_update_time(file);
3845         if (err)
3846                 goto out;
3847
3848         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3849                 loff_t pos, endbyte;
3850
3851                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3852                 /*
3853                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3854                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3855                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3856                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3857                  * page-cache pages correctly).
3858                  */
3859                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3860                         goto out;
3861
3862                 status = generic_perform_write(file, from, pos = iocb->ki_pos);
3863                 /*
3864                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3865                  * then we want to return the number of bytes which were
3866                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3867                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3868                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3869                  */
3870                 if (unlikely(status < 0)) {
3871                         err = status;
3872                         goto out;
3873                 }
3874                 /*
3875                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3876                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3877                  * semantics.
3878                  */
3879                 endbyte = pos + status - 1;
3880                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3881                 if (err == 0) {
3882                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3883                         written += status;
3884                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3885                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3886                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3887                 } else {
3888                         /*
3889                          * We don't know how much we wrote, so just return
3890                          * the number of bytes which were direct-written
3891                          */
3892                 }
3893         } else {
3894                 written = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
3895                 if (likely(written > 0))
3896                         iocb->ki_pos += written;
3897         }
3898 out:
3899         current->backing_dev_info = NULL;
3900         return written ? written : err;
3901 }
3902 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3903
3904 /**
3905  * generic_file_write_iter - write data to a file
3906  * @iocb:       IO state structure
3907  * @from:       iov_iter with data to write
3908  *
3909  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3910  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3911  * and acquires i_rwsem as needed.
3912  * Return:
3913  * * negative error code if no data has been written at all of
3914  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3915  * * number of bytes written, even for truncated writes
3916  */
3917 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3918 {
3919         struct file *file = iocb->ki_filp;
3920         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3921         ssize_t ret;
3922
3923         inode_lock(inode);
3924         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3925         if (ret > 0)
3926                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3927         inode_unlock(inode);
3928
3929         if (ret > 0)
3930                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3931         return ret;
3932 }
3933 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3934
3935 /**
3936  * filemap_release_folio() - Release fs-specific metadata on a folio.
3937  * @folio: The folio which the kernel is trying to free.
3938  * @gfp: Memory allocation flags (and I/O mode).
3939  *
3940  * The address_space is trying to release any data attached to a folio
3941  * (presumably at folio->private).
3942  *
3943  * This will also be called if the private_2 flag is set on a page,
3944  * indicating that the folio has other metadata associated with it.
3945  *
3946  * The @gfp argument specifies whether I/O may be performed to release
3947  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block
3948  * (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3949  *
3950  * Return: %true if the release was successful, otherwise %false.
3951  */
3952 bool filemap_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp)
3953 {
3954         struct address_space * const mapping = folio->mapping;
3955
3956         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
3957         if (folio_test_writeback(folio))
3958                 return false;
3959
3960         if (mapping && mapping->a_ops->releasepage)
3961                 return mapping->a_ops->releasepage(&folio->page, gfp);
3962         return try_to_free_buffers(&folio->page);
3963 }
3964 EXPORT_SYMBOL(filemap_release_folio);