fs/iomap/buffered-io.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2010 Red Hat, Inc.
   4  * Copyright (C) 2016-2019 Christoph Hellwig.
   5  */
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/compiler.h>
   8 #include <linux/fs.h>
   9 #include <linux/iomap.h>
  10 #include <linux/pagemap.h>
  11 #include <linux/uio.h>
  12 #include <linux/buffer_head.h>
  13 #include <linux/dax.h>
  14 #include <linux/writeback.h>
  15 #include <linux/list_sort.h>
  16 #include <linux/swap.h>
  17 #include <linux/bio.h>
  18 #include <linux/sched/signal.h>
  19 #include <linux/migrate.h>
  20 #include "trace.h"
  21
  22 #include "../internal.h"
  23
  24 /*
  25  * Structure allocated for each folio when block size < folio size
  26  * to track sub-folio uptodate status and I/O completions.
  27  */
  28 struct iomap_page {
  29         atomic_t                read_bytes_pending;
  30         atomic_t                write_bytes_pending;
  31         spinlock_t              uptodate_lock;
  32         unsigned long           uptodate[];
  33 };
  34
  35 static inline struct iomap_page *to_iomap_page(struct folio *folio)
  36 {
  37         if (folio_test_private(folio))
  38                 return folio_get_private(folio);
  39         return NULL;
  40 }
  41
  42 static struct bio_set iomap_ioend_bioset;
  43
  44 static struct iomap_page *
  45 iomap_page_create(struct inode *inode, struct folio *folio)
  46 {
  47         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(folio);
  48         unsigned int nr_blocks = i_blocks_per_folio(inode, folio);
  49
  50         if (iop || nr_blocks <= 1)
  51                 return iop;
  52
  53         iop = kzalloc(struct_size(iop, uptodate, BITS_TO_LONGS(nr_blocks)),
  54                         GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
  55         spin_lock_init(&iop->uptodate_lock);
  56         if (folio_test_uptodate(folio))
  57                 bitmap_fill(iop->uptodate, nr_blocks);
  58         folio_attach_private(folio, iop);
  59         return iop;
  60 }
  61
  62 static void iomap_page_release(struct folio *folio)
  63 {
  64         struct iomap_page *iop = folio_detach_private(folio);
  65         struct inode *inode = folio->mapping->host;
  66         unsigned int nr_blocks = i_blocks_per_folio(inode, folio);
  67
  68         if (!iop)
  69                 return;
  70         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&iop->read_bytes_pending));
  71         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&iop->write_bytes_pending));
  72         WARN_ON_ONCE(bitmap_full(iop->uptodate, nr_blocks) !=
  73                         folio_test_uptodate(folio));
  74         kfree(iop);
  75 }
  76
  77 /*
  78  * Calculate the range inside the folio that we actually need to read.
  79  */
  80 static void iomap_adjust_read_range(struct inode *inode, struct folio *folio,
  81                 loff_t *pos, loff_t length, size_t *offp, size_t *lenp)
  82 {
  83         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(folio);
  84         loff_t orig_pos = *pos;
  85         loff_t isize = i_size_read(inode);
  86         unsigned block_bits = inode->i_blkbits;
  87         unsigned block_size = (1 << block_bits);
  88         size_t poff = offset_in_folio(folio, *pos);
  89         size_t plen = min_t(loff_t, folio_size(folio) - poff, length);
  90         unsigned first = poff >> block_bits;
  91         unsigned last = (poff + plen - 1) >> block_bits;
  92
  93         /*
  94          * If the block size is smaller than the page size, we need to check the
  95          * per-block uptodate status and adjust the offset and length if needed
  96          * to avoid reading in already uptodate ranges.
  97          */
  98         if (iop) {
  99                 unsigned int i;
 100
 101                 /* move forward for each leading block marked uptodate */
 102                 for (i = first; i <= last; i++) {
 103                         if (!test_bit(i, iop->uptodate))
 104                                 break;
 105                         *pos += block_size;
 106                         poff += block_size;
 107                         plen -= block_size;
 108                         first++;
 109                 }
 110
 111                 /* truncate len if we find any trailing uptodate block(s) */
 112                 for ( ; i <= last; i++) {
 113                         if (test_bit(i, iop->uptodate)) {
 114                                 plen -= (last - i + 1) * block_size;
 115                                 last = i - 1;
 116                                 break;
 117                         }
 118                 }
 119         }
 120
 121         /*
 122          * If the extent spans the block that contains the i_size, we need to
 123          * handle both halves separately so that we properly zero data in the
 124          * page cache for blocks that are entirely outside of i_size.
 125          */
 126         if (orig_pos <= isize && orig_pos + length > isize) {
 127                 unsigned end = offset_in_folio(folio, isize - 1) >> block_bits;
 128
 129                 if (first <= end && last > end)
 130                         plen -= (last - end) * block_size;
 131         }
 132
 133         *offp = poff;
 134         *lenp = plen;
 135 }
 136
 137 static void iomap_iop_set_range_uptodate(struct folio *folio,
 138                 struct iomap_page *iop, size_t off, size_t len)
 139 {
 140         struct inode *inode = folio->mapping->host;
 141         unsigned first = off >> inode->i_blkbits;
 142         unsigned last = (off + len - 1) >> inode->i_blkbits;
 143         unsigned long flags;
 144
 145         spin_lock_irqsave(&iop->uptodate_lock, flags);
 146         bitmap_set(iop->uptodate, first, last - first + 1);
 147         if (bitmap_full(iop->uptodate, i_blocks_per_folio(inode, folio)))
 148                 folio_mark_uptodate(folio);
 149         spin_unlock_irqrestore(&iop->uptodate_lock, flags);
 150 }
 151
 152 static void iomap_set_range_uptodate(struct folio *folio,
 153                 struct iomap_page *iop, size_t off, size_t len)
 154 {
 155         if (folio_test_error(folio))
 156                 return;
 157
 158         if (iop)
 159                 iomap_iop_set_range_uptodate(folio, iop, off, len);
 160         else
 161                 folio_mark_uptodate(folio);
 162 }
 163
 164 static void iomap_finish_folio_read(struct folio *folio, size_t offset,
 165                 size_t len, int error)
 166 {
 167         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(folio);
 168
 169         if (unlikely(error)) {
 170                 folio_clear_uptodate(folio);
 171                 folio_set_error(folio);
 172         } else {
 173                 iomap_set_range_uptodate(folio, iop, offset, len);
 174         }
 175
 176         if (!iop || atomic_sub_and_test(len, &iop->read_bytes_pending))
 177                 folio_unlock(folio);
 178 }
 179
 180 static void iomap_read_end_io(struct bio *bio)
 181 {
 182         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
 183         struct folio_iter fi;
 184
 185         bio_for_each_folio_all(fi, bio)
 186                 iomap_finish_folio_read(fi.folio, fi.offset, fi.length, error);
 187         bio_put(bio);
 188 }
 189
 190 struct iomap_readpage_ctx {
 191         struct folio            *cur_folio;
 192         bool                    cur_folio_in_bio;
 193         struct bio              *bio;
 194         struct readahead_control *rac;
 195 };
 196
 197 /**
 198  * iomap_read_inline_data - copy inline data into the page cache
 199  * @iter: iteration structure
 200  * @folio: folio to copy to
 201  *
 202  * Copy the inline data in @iter into @folio and zero out the rest of the folio.
 203  * Only a single IOMAP_INLINE extent is allowed at the end of each file.
 204  * Returns zero for success to complete the read, or the usual negative errno.
 205  */
 206 static int iomap_read_inline_data(const struct iomap_iter *iter,
 207                 struct folio *folio)
 208 {
 209         struct iomap_page *iop;
 210         const struct iomap *iomap = iomap_iter_srcmap(iter);
 211         size_t size = i_size_read(iter->inode) - iomap->offset;
 212         size_t poff = offset_in_page(iomap->offset);
 213         size_t offset = offset_in_folio(folio, iomap->offset);
 214         void *addr;
 215
 216         if (folio_test_uptodate(folio))
 217                 return 0;
 218
 219         if (WARN_ON_ONCE(size > PAGE_SIZE - poff))
 220                 return -EIO;
 221         if (WARN_ON_ONCE(size > PAGE_SIZE -
 222                          offset_in_page(iomap->inline_data)))
 223                 return -EIO;
 224         if (WARN_ON_ONCE(size > iomap->length))
 225                 return -EIO;
 226         if (offset > 0)
 227                 iop = iomap_page_create(iter->inode, folio);
 228         else
 229                 iop = to_iomap_page(folio);
 230
 231         addr = kmap_local_folio(folio, offset);
 232         memcpy(addr, iomap->inline_data, size);
 233         memset(addr + size, 0, PAGE_SIZE - poff - size);
 234         kunmap_local(addr);
 235         iomap_set_range_uptodate(folio, iop, offset, PAGE_SIZE - poff);
 236         return 0;
 237 }
 238
 239 static inline bool iomap_block_needs_zeroing(const struct iomap_iter *iter,
 240                 loff_t pos)
 241 {
 242         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 243
 244         return srcmap->type != IOMAP_MAPPED ||
 245                 (srcmap->flags & IOMAP_F_NEW) ||
 246                 pos >= i_size_read(iter->inode);
 247 }
 248
 249 static loff_t iomap_readpage_iter(const struct iomap_iter *iter,
 250                 struct iomap_readpage_ctx *ctx, loff_t offset)
 251 {
 252         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 253         loff_t pos = iter->pos + offset;
 254         loff_t length = iomap_length(iter) - offset;
 255         struct folio *folio = ctx->cur_folio;
 256         struct iomap_page *iop;
 257         loff_t orig_pos = pos;
 258         size_t poff, plen;
 259         sector_t sector;
 260
 261         if (iomap->type == IOMAP_INLINE)
 262                 return iomap_read_inline_data(iter, folio);
 263
 264         /* zero post-eof blocks as the page may be mapped */
 265         iop = iomap_page_create(iter->inode, folio);
 266         iomap_adjust_read_range(iter->inode, folio, &pos, length, &poff, &plen);
 267         if (plen == 0)
 268                 goto done;
 269
 270         if (iomap_block_needs_zeroing(iter, pos)) {
 271                 folio_zero_range(folio, poff, plen);
 272                 iomap_set_range_uptodate(folio, iop, poff, plen);
 273                 goto done;
 274         }
 275
 276         ctx->cur_folio_in_bio = true;
 277         if (iop)
 278                 atomic_add(plen, &iop->read_bytes_pending);
 279
 280         sector = iomap_sector(iomap, pos);
 281         if (!ctx->bio ||
 282             bio_end_sector(ctx->bio) != sector ||
 283             !bio_add_folio(ctx->bio, folio, plen, poff)) {
 284                 gfp_t gfp = mapping_gfp_constraint(folio->mapping, GFP_KERNEL);
 285                 gfp_t orig_gfp = gfp;
 286                 unsigned int nr_vecs = DIV_ROUND_UP(length, PAGE_SIZE);
 287
 288                 if (ctx->bio)
 289                         submit_bio(ctx->bio);
 290
 291                 if (ctx->rac) /* same as readahead_gfp_mask */
 292                         gfp |= __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 293                 ctx->bio = bio_alloc(gfp, bio_max_segs(nr_vecs));
 294                 /*
 295                  * If the bio_alloc fails, try it again for a single page to
 296                  * avoid having to deal with partial page reads.  This emulates
 297                  * what do_mpage_readpage does.
 298                  */
 299                 if (!ctx->bio)
 300                         ctx->bio = bio_alloc(orig_gfp, 1);
 301                 ctx->bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 302                 if (ctx->rac)
 303                         ctx->bio->bi_opf |= REQ_RAHEAD;
 304                 ctx->bio->bi_iter.bi_sector = sector;
 305                 bio_set_dev(ctx->bio, iomap->bdev);
 306                 ctx->bio->bi_end_io = iomap_read_end_io;
 307                 bio_add_folio(ctx->bio, folio, plen, poff);
 308         }
 309
 310 done:
 311         /*
 312          * Move the caller beyond our range so that it keeps making progress.
 313          * For that, we have to include any leading non-uptodate ranges, but
 314          * we can skip trailing ones as they will be handled in the next
 315          * iteration.
 316          */
 317         return pos - orig_pos + plen;
 318 }
 319
 320 int
 321 iomap_readpage(struct page *page, const struct iomap_ops *ops)
 322 {
 323         struct folio *folio = page_folio(page);
 324         struct iomap_iter iter = {
 325                 .inode          = folio->mapping->host,
 326                 .pos            = folio_pos(folio),
 327                 .len            = folio_size(folio),
 328         };
 329         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
 330                 .cur_folio      = folio,
 331         };
 332         int ret;
 333
 334         trace_iomap_readpage(iter.inode, 1);
 335
 336         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 337                 iter.processed = iomap_readpage_iter(&iter, &ctx, 0);
 338
 339         if (ret < 0)
 340                 folio_set_error(folio);
 341
 342         if (ctx.bio) {
 343                 submit_bio(ctx.bio);
 344                 WARN_ON_ONCE(!ctx.cur_folio_in_bio);
 345         } else {
 346                 WARN_ON_ONCE(ctx.cur_folio_in_bio);
 347                 folio_unlock(folio);
 348         }
 349
 350         /*
 351          * Just like mpage_readahead and block_read_full_page, we always
 352          * return 0 and just mark the page as PageError on errors.  This
 353          * should be cleaned up throughout the stack eventually.
 354          */
 355         return 0;
 356 }
 357 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_readpage);
 358
 359 static loff_t iomap_readahead_iter(const struct iomap_iter *iter,
 360                 struct iomap_readpage_ctx *ctx)
 361 {
 362         loff_t length = iomap_length(iter);
 363         loff_t done, ret;
 364
 365         for (done = 0; done < length; done += ret) {
 366                 if (ctx->cur_folio &&
 367                     offset_in_folio(ctx->cur_folio, iter->pos + done) == 0) {
 368                         if (!ctx->cur_folio_in_bio)
 369                                 folio_unlock(ctx->cur_folio);
 370                         ctx->cur_folio = NULL;
 371                 }
 372                 if (!ctx->cur_folio) {
 373                         ctx->cur_folio = readahead_folio(ctx->rac);
 374                         ctx->cur_folio_in_bio = false;
 375                 }
 376                 ret = iomap_readpage_iter(iter, ctx, done);
 377                 if (ret <= 0)
 378                         return ret;
 379         }
 380
 381         return done;
 382 }
 383
 384 /**
 385  * iomap_readahead - Attempt to read pages from a file.
 386  * @rac: Describes the pages to be read.
 387  * @ops: The operations vector for the filesystem.
 388  *
 389  * This function is for filesystems to call to implement their readahead
 390  * address_space operation.
 391  *
 392  * Context: The @ops callbacks may submit I/O (eg to read the addresses of
 393  * blocks from disc), and may wait for it.  The caller may be trying to
 394  * access a different page, and so sleeping excessively should be avoided.
 395  * It may allocate memory, but should avoid costly allocations.  This
 396  * function is called with memalloc_nofs set, so allocations will not cause
 397  * the filesystem to be reentered.
 398  */
 399 void iomap_readahead(struct readahead_control *rac, const struct iomap_ops *ops)
 400 {
 401         struct iomap_iter iter = {
 402                 .inode  = rac->mapping->host,
 403                 .pos    = readahead_pos(rac),
 404                 .len    = readahead_length(rac),
 405         };
 406         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
 407                 .rac    = rac,
 408         };
 409
 410         trace_iomap_readahead(rac->mapping->host, readahead_count(rac));
 411
 412         while (iomap_iter(&iter, ops) > 0)
 413                 iter.processed = iomap_readahead_iter(&iter, &ctx);
 414
 415         if (ctx.bio)
 416                 submit_bio(ctx.bio);
 417         if (ctx.cur_folio) {
 418                 if (!ctx.cur_folio_in_bio)
 419                         folio_unlock(ctx.cur_folio);
 420         }
 421 }
 422 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_readahead);
 423
 424 /*
 425  * iomap_is_partially_uptodate checks whether blocks within a page are
 426  * uptodate or not.
 427  *
 428  * Returns true if all blocks which correspond to a file portion
 429  * we want to read within the page are uptodate.
 430  */
 431 int
 432 iomap_is_partially_uptodate(struct page *page, unsigned long from,
 433                 unsigned long count)
 434 {
 435         struct folio *folio = page_folio(page);
 436         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(folio);
 437         struct inode *inode = page->mapping->host;
 438         unsigned len, first, last;
 439         unsigned i;
 440
 441         /* Limit range to one page */
 442         len = min_t(unsigned, PAGE_SIZE - from, count);
 443
 444         /* First and last blocks in range within page */
 445         first = from >> inode->i_blkbits;
 446         last = (from + len - 1) >> inode->i_blkbits;
 447
 448         if (iop) {
 449                 for (i = first; i <= last; i++)
 450                         if (!test_bit(i, iop->uptodate))
 451                                 return 0;
 452                 return 1;
 453         }
 454
 455         return 0;
 456 }
 457 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_is_partially_uptodate);
 458
 459 int
 460 iomap_releasepage(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
 461 {
 462         struct folio *folio = page_folio(page);
 463
 464         trace_iomap_releasepage(folio->mapping->host, folio_pos(folio),
 465                         folio_size(folio));
 466
 467         /*
 468          * mm accommodates an old ext3 case where clean pages might not have had
 469          * the dirty bit cleared. Thus, it can send actual dirty pages to
 470          * ->releasepage() via shrink_active_list(); skip those here.
 471          */
 472         if (folio_test_dirty(folio) || folio_test_writeback(folio))
 473                 return 0;
 474         iomap_page_release(folio);
 475         return 1;
 476 }
 477 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_releasepage);
 478
 479 void iomap_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset, size_t len)
 480 {
 481         trace_iomap_invalidatepage(folio->mapping->host, offset, len);
 482
 483         /*
 484          * If we're invalidating the entire folio, clear the dirty state
 485          * from it and release it to avoid unnecessary buildup of the LRU.
 486          */
 487         if (offset == 0 && len == folio_size(folio)) {
 488                 WARN_ON_ONCE(folio_test_writeback(folio));
 489                 folio_cancel_dirty(folio);
 490                 iomap_page_release(folio);
 491         } else if (folio_test_large(folio)) {
 492                 /* Must release the iop so the page can be split */
 493                 WARN_ON_ONCE(!folio_test_uptodate(folio) &&
 494                              folio_test_dirty(folio));
 495                 iomap_page_release(folio);
 496         }
 497 }
 498 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_invalidate_folio);
 499
 500 void iomap_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset,
 501                 unsigned int len)
 502 {
 503         iomap_invalidate_folio(page_folio(page), offset, len);
 504 }
 505 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_invalidatepage);
 506
 507 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 508 int
 509 iomap_migrate_page(struct address_space *mapping, struct page *newpage,
 510                 struct page *page, enum migrate_mode mode)
 511 {
 512         struct folio *folio = page_folio(page);
 513         struct folio *newfolio = page_folio(newpage);
 514         int ret;
 515
 516         ret = folio_migrate_mapping(mapping, newfolio, folio, 0);
 517         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 518                 return ret;
 519
 520         if (folio_test_private(folio))
 521                 folio_attach_private(newfolio, folio_detach_private(folio));
 522
 523         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 524                 folio_migrate_copy(newfolio, folio);
 525         else
 526                 folio_migrate_flags(newfolio, folio);
 527         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 528 }
 529 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_migrate_page);
 530 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
 531
 532 static void
 533 iomap_write_failed(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len)
 534 {
 535         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 536
 537         /*
 538          * Only truncate newly allocated pages beyoned EOF, even if the
 539          * write started inside the existing inode size.
 540          */
 541         if (pos + len > i_size)
 542                 truncate_pagecache_range(inode, max(pos, i_size), pos + len);
 543 }
 544
 545 static int iomap_read_folio_sync(loff_t block_start, struct folio *folio,
 546                 size_t poff, size_t plen, const struct iomap *iomap)
 547 {
 548         struct bio_vec bvec;
 549         struct bio bio;
 550
 551         bio_init(&bio, &bvec, 1);
 552         bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 553         bio.bi_iter.bi_sector = iomap_sector(iomap, block_start);
 554         bio_set_dev(&bio, iomap->bdev);
 555         bio_add_folio(&bio, folio, plen, poff);
 556         return submit_bio_wait(&bio);
 557 }
 558
 559 static int __iomap_write_begin(const struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
 560                 size_t len, struct folio *folio)
 561 {
 562         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 563         struct iomap_page *iop = iomap_page_create(iter->inode, folio);
 564         loff_t block_size = i_blocksize(iter->inode);
 565         loff_t block_start = round_down(pos, block_size);
 566         loff_t block_end = round_up(pos + len, block_size);
 567         size_t from = offset_in_folio(folio, pos), to = from + len;
 568         size_t poff, plen;
 569
 570         if (folio_test_uptodate(folio))
 571                 return 0;
 572         folio_clear_error(folio);
 573
 574         do {
 575                 iomap_adjust_read_range(iter->inode, folio, &block_start,
 576                                 block_end - block_start, &poff, &plen);
 577                 if (plen == 0)
 578                         break;
 579
 580                 if (!(iter->flags & IOMAP_UNSHARE) &&
 581                     (from <= poff || from >= poff + plen) &&
 582                     (to <= poff || to >= poff + plen))
 583                         continue;
 584
 585                 if (iomap_block_needs_zeroing(iter, block_start)) {
 586                         if (WARN_ON_ONCE(iter->flags & IOMAP_UNSHARE))
 587                                 return -EIO;
 588                         folio_zero_segments(folio, poff, from, to, poff + plen);
 589                 } else {
 590                         int status = iomap_read_folio_sync(block_start, folio,
 591                                         poff, plen, srcmap);
 592                         if (status)
 593                                 return status;
 594                 }
 595                 iomap_set_range_uptodate(folio, iop, poff, plen);
 596         } while ((block_start += plen) < block_end);
 597
 598         return 0;
 599 }
 600
 601 static int iomap_write_begin_inline(const struct iomap_iter *iter,
 602                 struct folio *folio)
 603 {
 604         /* needs more work for the tailpacking case; disable for now */
 605         if (WARN_ON_ONCE(iomap_iter_srcmap(iter)->offset != 0))
 606                 return -EIO;
 607         return iomap_read_inline_data(iter, folio);
 608 }
 609
 610 static int iomap_write_begin(const struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
 611                 size_t len, struct folio **foliop)
 612 {
 613         const struct iomap_page_ops *page_ops = iter->iomap.page_ops;
 614         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 615         struct folio *folio;
 616         unsigned fgp = FGP_LOCK | FGP_WRITE | FGP_CREAT | FGP_STABLE | FGP_NOFS;
 617         int status = 0;
 618
 619         BUG_ON(pos + len > iter->iomap.offset + iter->iomap.length);
 620         if (srcmap != &iter->iomap)
 621                 BUG_ON(pos + len > srcmap->offset + srcmap->length);
 622
 623         if (fatal_signal_pending(current))
 624                 return -EINTR;
 625
 626         if (!mapping_large_folio_support(iter->inode->i_mapping))
 627                 len = min_t(size_t, len, PAGE_SIZE - offset_in_page(pos));
 628
 629         if (page_ops && page_ops->page_prepare) {
 630                 status = page_ops->page_prepare(iter->inode, pos, len);
 631                 if (status)
 632                         return status;
 633         }
 634
 635         folio = __filemap_get_folio(iter->inode->i_mapping, pos >> PAGE_SHIFT,
 636                         fgp, mapping_gfp_mask(iter->inode->i_mapping));
 637         if (!folio) {
 638                 status = -ENOMEM;
 639                 goto out_no_page;
 640         }
 641         if (pos + len > folio_pos(folio) + folio_size(folio))
 642                 len = folio_pos(folio) + folio_size(folio) - pos;
 643
 644         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE)
 645                 status = iomap_write_begin_inline(iter, folio);
 646         else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD)
 647                 status = __block_write_begin_int(folio, pos, len, NULL, srcmap);
 648         else
 649                 status = __iomap_write_begin(iter, pos, len, folio);
 650
 651         if (unlikely(status))
 652                 goto out_unlock;
 653
 654         *foliop = folio;
 655         return 0;
 656
 657 out_unlock:
 658         folio_unlock(folio);
 659         folio_put(folio);
 660         iomap_write_failed(iter->inode, pos, len);
 661
 662 out_no_page:
 663         if (page_ops && page_ops->page_done)
 664                 page_ops->page_done(iter->inode, pos, 0, NULL);
 665         return status;
 666 }
 667
 668 static size_t __iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, size_t len,
 669                 size_t copied, struct folio *folio)
 670 {
 671         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(folio);
 672         flush_dcache_folio(folio);
 673
 674         /*
 675          * The blocks that were entirely written will now be uptodate, so we
 676          * don't have to worry about a readpage reading them and overwriting a
 677          * partial write.  However, if we've encountered a short write and only
 678          * partially written into a block, it will not be marked uptodate, so a
 679          * readpage might come in and destroy our partial write.
 680          *
 681          * Do the simplest thing and just treat any short write to a
 682          * non-uptodate page as a zero-length write, and force the caller to
 683          * redo the whole thing.
 684          */
 685         if (unlikely(copied < len && !folio_test_uptodate(folio)))
 686                 return 0;
 687         iomap_set_range_uptodate(folio, iop, offset_in_folio(folio, pos), len);
 688         filemap_dirty_folio(inode->i_mapping, folio);
 689         return copied;
 690 }
 691
 692 static size_t iomap_write_end_inline(const struct iomap_iter *iter,
 693                 struct folio *folio, loff_t pos, size_t copied)
 694 {
 695         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 696         void *addr;
 697
 698         WARN_ON_ONCE(!folio_test_uptodate(folio));
 699         BUG_ON(!iomap_inline_data_valid(iomap));
 700
 701         flush_dcache_folio(folio);
 702         addr = kmap_local_folio(folio, pos);
 703         memcpy(iomap_inline_data(iomap, pos), addr, copied);
 704         kunmap_local(addr);
 705
 706         mark_inode_dirty(iter->inode);
 707         return copied;
 708 }
 709
 710 /* Returns the number of bytes copied.  May be 0.  Cannot be an errno. */
 711 static size_t iomap_write_end(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, size_t len,
 712                 size_t copied, struct folio *folio)
 713 {
 714         const struct iomap_page_ops *page_ops = iter->iomap.page_ops;
 715         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 716         loff_t old_size = iter->inode->i_size;
 717         size_t ret;
 718
 719         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE) {
 720                 ret = iomap_write_end_inline(iter, folio, pos, copied);
 721         } else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
 722                 ret = block_write_end(NULL, iter->inode->i_mapping, pos, len,
 723                                 copied, &folio->page, NULL);
 724         } else {
 725                 ret = __iomap_write_end(iter->inode, pos, len, copied, folio);
 726         }
 727
 728         /*
 729          * Update the in-memory inode size after copying the data into the page
 730          * cache.  It's up to the file system to write the updated size to disk,
 731          * preferably after I/O completion so that no stale data is exposed.
 732          */
 733         if (pos + ret > old_size) {
 734                 i_size_write(iter->inode, pos + ret);
 735                 iter->iomap.flags |= IOMAP_F_SIZE_CHANGED;
 736         }
 737         folio_unlock(folio);
 738
 739         if (old_size < pos)
 740                 pagecache_isize_extended(iter->inode, old_size, pos);
 741         if (page_ops && page_ops->page_done)
 742                 page_ops->page_done(iter->inode, pos, ret, &folio->page);
 743         folio_put(folio);
 744
 745         if (ret < len)
 746                 iomap_write_failed(iter->inode, pos, len);
 747         return ret;
 748 }
 749
 750 static loff_t iomap_write_iter(struct iomap_iter *iter, struct iov_iter *i)
 751 {
 752         loff_t length = iomap_length(iter);
 753         loff_t pos = iter->pos;
 754         ssize_t written = 0;
 755         long status = 0;
 756
 757         do {
 758                 struct folio *folio;
 759                 struct page *page;
 760                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
 761                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
 762                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
 763
 764                 offset = offset_in_page(pos);
 765                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
 766                                                 iov_iter_count(i));
 767 again:
 768                 if (bytes > length)
 769                         bytes = length;
 770
 771                 /*
 772                  * Bring in the user page that we'll copy from _first_.
 773                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
 774                  * same page as we're writing to, without it being marked
 775                  * up-to-date.
 776                  */
 777                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes))) {
 778                         status = -EFAULT;
 779                         break;
 780                 }
 781
 782                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &folio);
 783                 if (unlikely(status))
 784                         break;
 785
 786                 page = folio_file_page(folio, pos >> PAGE_SHIFT);
 787                 if (mapping_writably_mapped(iter->inode->i_mapping))
 788                         flush_dcache_page(page);
 789
 790                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, bytes, i);
 791
 792                 status = iomap_write_end(iter, pos, bytes, copied, folio);
 793
 794                 if (unlikely(copied != status))
 795                         iov_iter_revert(i, copied - status);
 796
 797                 cond_resched();
 798                 if (unlikely(status == 0)) {
 799                         /*
 800                          * A short copy made iomap_write_end() reject the
 801                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
 802                          * halfway through, might be a race with munmap,
 803                          * might be severe memory pressure.
 804                          */
 805                         if (copied)
 806                                 bytes = copied;
 807                         goto again;
 808                 }
 809                 pos += status;
 810                 written += status;
 811                 length -= status;
 812
 813                 balance_dirty_pages_ratelimited(iter->inode->i_mapping);
 814         } while (iov_iter_count(i) && length);
 815
 816         return written ? written : status;
 817 }
 818
 819 ssize_t
 820 iomap_file_buffered_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *i,
 821                 const struct iomap_ops *ops)
 822 {
 823         struct iomap_iter iter = {
 824                 .inode          = iocb->ki_filp->f_mapping->host,
 825                 .pos            = iocb->ki_pos,
 826                 .len            = iov_iter_count(i),
 827                 .flags          = IOMAP_WRITE,
 828         };
 829         int ret;
 830
 831         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 832                 iter.processed = iomap_write_iter(&iter, i);
 833         if (iter.pos == iocb->ki_pos)
 834                 return ret;
 835         return iter.pos - iocb->ki_pos;
 836 }
 837 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_buffered_write);
 838
 839 static loff_t iomap_unshare_iter(struct iomap_iter *iter)
 840 {
 841         struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 842         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 843         loff_t pos = iter->pos;
 844         loff_t length = iomap_length(iter);
 845         long status = 0;
 846         loff_t written = 0;
 847
 848         /* don't bother with blocks that are not shared to start with */
 849         if (!(iomap->flags & IOMAP_F_SHARED))
 850                 return length;
 851         /* don't bother with holes or unwritten extents */
 852         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 853                 return length;
 854
 855         do {
 856                 unsigned long offset = offset_in_page(pos);
 857                 unsigned long bytes = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - offset, length);
 858                 struct folio *folio;
 859
 860                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &folio);
 861                 if (unlikely(status))
 862                         return status;
 863
 864                 status = iomap_write_end(iter, pos, bytes, bytes, folio);
 865                 if (WARN_ON_ONCE(status == 0))
 866                         return -EIO;
 867
 868                 cond_resched();
 869
 870                 pos += status;
 871                 written += status;
 872                 length -= status;
 873
 874                 balance_dirty_pages_ratelimited(iter->inode->i_mapping);
 875         } while (length);
 876
 877         return written;
 878 }
 879
 880 int
 881 iomap_file_unshare(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len,
 882                 const struct iomap_ops *ops)
 883 {
 884         struct iomap_iter iter = {
 885                 .inode          = inode,
 886                 .pos            = pos,
 887                 .len            = len,
 888                 .flags          = IOMAP_WRITE | IOMAP_UNSHARE,
 889         };
 890         int ret;
 891
 892         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 893                 iter.processed = iomap_unshare_iter(&iter);
 894         return ret;
 895 }
 896 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_unshare);
 897
 898 static loff_t iomap_zero_iter(struct iomap_iter *iter, bool *did_zero)
 899 {
 900         struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 901         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 902         loff_t pos = iter->pos;
 903         loff_t length = iomap_length(iter);
 904         loff_t written = 0;
 905
 906         /* already zeroed?  we're done. */
 907         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 908                 return length;
 909
 910         do {
 911                 struct folio *folio;
 912                 int status;
 913                 size_t offset;
 914                 size_t bytes = min_t(u64, SIZE_MAX, length);
 915
 916                 if (IS_DAX(iter->inode)) {
 917                         s64 tmp = dax_iomap_zero(pos, bytes, iomap);
 918                         if (tmp < 0)
 919                                 return tmp;
 920                         bytes = tmp;
 921                         goto good;
 922                 }
 923
 924                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &folio);
 925                 if (status)
 926                         return status;
 927
 928                 offset = offset_in_folio(folio, pos);
 929                 if (bytes > folio_size(folio) - offset)
 930                         bytes = folio_size(folio) - offset;
 931
 932                 folio_zero_range(folio, offset, bytes);
 933                 folio_mark_accessed(folio);
 934
 935                 bytes = iomap_write_end(iter, pos, bytes, bytes, folio);
 936 good:
 937                 if (WARN_ON_ONCE(bytes == 0))
 938                         return -EIO;
 939
 940                 pos += bytes;
 941                 length -= bytes;
 942                 written += bytes;
 943                 if (did_zero)
 944                         *did_zero = true;
 945         } while (length > 0);
 946
 947         return written;
 948 }
 949
 950 int
 951 iomap_zero_range(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len, bool *did_zero,
 952                 const struct iomap_ops *ops)
 953 {
 954         struct iomap_iter iter = {
 955                 .inode          = inode,
 956                 .pos            = pos,
 957                 .len            = len,
 958                 .flags          = IOMAP_ZERO,
 959         };
 960         int ret;
 961
 962         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 963                 iter.processed = iomap_zero_iter(&iter, did_zero);
 964         return ret;
 965 }
 966 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_zero_range);
 967
 968 int
 969 iomap_truncate_page(struct inode *inode, loff_t pos, bool *did_zero,
 970                 const struct iomap_ops *ops)
 971 {
 972         unsigned int blocksize = i_blocksize(inode);
 973         unsigned int off = pos & (blocksize - 1);
 974
 975         /* Block boundary? Nothing to do */
 976         if (!off)
 977                 return 0;
 978         return iomap_zero_range(inode, pos, blocksize - off, did_zero, ops);
 979 }
 980 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_truncate_page);
 981
 982 static loff_t iomap_folio_mkwrite_iter(struct iomap_iter *iter,
 983                 struct folio *folio)
 984 {
 985         loff_t length = iomap_length(iter);
 986         int ret;
 987
 988         if (iter->iomap.flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
 989                 ret = __block_write_begin_int(folio, iter->pos, length, NULL,
 990                                               &iter->iomap);
 991                 if (ret)
 992                         return ret;
 993                 block_commit_write(&folio->page, 0, length);
 994         } else {
 995                 WARN_ON_ONCE(!folio_test_uptodate(folio));
 996                 folio_mark_dirty(folio);
 997         }
 998
 999         return length;
1000 }
1001
1002 vm_fault_t iomap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf, const struct iomap_ops *ops)
1003 {
1004         struct iomap_iter iter = {
1005                 .inode          = file_inode(vmf->vma->vm_file),
1006                 .flags          = IOMAP_WRITE | IOMAP_FAULT,
1007         };
1008         struct folio *folio = page_folio(vmf->page);
1009         ssize_t ret;
1010
1011         folio_lock(folio);
1012         ret = folio_mkwrite_check_truncate(folio, iter.inode);
1013         if (ret < 0)
1014                 goto out_unlock;
1015         iter.pos = folio_pos(folio);
1016         iter.len = ret;
1017         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
1018                 iter.processed = iomap_folio_mkwrite_iter(&iter, folio);
1019
1020         if (ret < 0)
1021                 goto out_unlock;
1022         folio_wait_stable(folio);
1023         return VM_FAULT_LOCKED;
1024 out_unlock:
1025         folio_unlock(folio);
1026         return block_page_mkwrite_return(ret);
1027 }
1028 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_page_mkwrite);
1029
1030 static void iomap_finish_folio_write(struct inode *inode, struct folio *folio,
1031                 size_t len, int error)
1032 {
1033         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(folio);
1034
1035         if (error) {
1036                 folio_set_error(folio);
1037                 mapping_set_error(inode->i_mapping, error);
1038         }
1039
1040         WARN_ON_ONCE(i_blocks_per_folio(inode, folio) > 1 && !iop);
1041         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_bytes_pending) <= 0);
1042
1043         if (!iop || atomic_sub_and_test(len, &iop->write_bytes_pending))
1044                 folio_end_writeback(folio);
1045 }
1046
1047 /*
1048  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
1049  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
1050  * ioend after this.
1051  */
1052 static void
1053 iomap_finish_ioend(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1054 {
1055         struct inode *inode = ioend->io_inode;
1056         struct bio *bio = &ioend->io_inline_bio;
1057         struct bio *last = ioend->io_bio, *next;
1058         u64 start = bio->bi_iter.bi_sector;
1059         loff_t offset = ioend->io_offset;
1060         bool quiet = bio_flagged(bio, BIO_QUIET);
1061
1062         for (bio = &ioend->io_inline_bio; bio; bio = next) {
1063                 struct folio_iter fi;
1064
1065                 /*
1066                  * For the last bio, bi_private points to the ioend, so we
1067                  * need to explicitly end the iteration here.
1068                  */
1069                 if (bio == last)
1070                         next = NULL;
1071                 else
1072                         next = bio->bi_private;
1073
1074                 /* walk all folios in bio, ending page IO on them */
1075                 bio_for_each_folio_all(fi, bio)
1076                         iomap_finish_folio_write(inode, fi.folio, fi.length,
1077                                         error);
1078                 bio_put(bio);
1079         }
1080         /* The ioend has been freed by bio_put() */
1081
1082         if (unlikely(error && !quiet)) {
1083                 printk_ratelimited(KERN_ERR
1084 "%s: writeback error on inode %lu, offset %lld, sector %llu",
1085                         inode->i_sb->s_id, inode->i_ino, offset, start);
1086         }
1087 }
1088
1089 void
1090 iomap_finish_ioends(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1091 {
1092         struct list_head tmp;
1093
1094         list_replace_init(&ioend->io_list, &tmp);
1095         iomap_finish_ioend(ioend, error);
1096
1097         while (!list_empty(&tmp)) {
1098                 ioend = list_first_entry(&tmp, struct iomap_ioend, io_list);
1099                 list_del_init(&ioend->io_list);
1100                 iomap_finish_ioend(ioend, error);
1101         }
1102 }
1103 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_finish_ioends);
1104
1105 /*
1106  * We can merge two adjacent ioends if they have the same set of work to do.
1107  */
1108 static bool
1109 iomap_ioend_can_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct iomap_ioend *next)
1110 {
1111         if (ioend->io_bio->bi_status != next->io_bio->bi_status)
1112                 return false;
1113         if ((ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED) ^
1114             (next->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1115                 return false;
1116         if ((ioend->io_type == IOMAP_UNWRITTEN) ^
1117             (next->io_type == IOMAP_UNWRITTEN))
1118                 return false;
1119         if (ioend->io_offset + ioend->io_size != next->io_offset)
1120                 return false;
1121         return true;
1122 }
1123
1124 void
1125 iomap_ioend_try_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct list_head *more_ioends)
1126 {
1127         struct iomap_ioend *next;
1128
1129         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1130
1131         while ((next = list_first_entry_or_null(more_ioends, struct iomap_ioend,
1132                         io_list))) {
1133                 if (!iomap_ioend_can_merge(ioend, next))
1134                         break;
1135                 list_move_tail(&next->io_list, &ioend->io_list);
1136                 ioend->io_size += next->io_size;
1137         }
1138 }
1139 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_ioend_try_merge);
1140
1141 static int
1142 iomap_ioend_compare(void *priv, const struct list_head *a,
1143                 const struct list_head *b)
1144 {
1145         struct iomap_ioend *ia = container_of(a, struct iomap_ioend, io_list);
1146         struct iomap_ioend *ib = container_of(b, struct iomap_ioend, io_list);
1147
1148         if (ia->io_offset < ib->io_offset)
1149                 return -1;
1150         if (ia->io_offset > ib->io_offset)
1151                 return 1;
1152         return 0;
1153 }
1154
1155 void
1156 iomap_sort_ioends(struct list_head *ioend_list)
1157 {
1158         list_sort(NULL, ioend_list, iomap_ioend_compare);
1159 }
1160 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_sort_ioends);
1161
1162 static void iomap_writepage_end_bio(struct bio *bio)
1163 {
1164         struct iomap_ioend *ioend = bio->bi_private;
1165
1166         iomap_finish_ioend(ioend, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1167 }
1168
1169 /*
1170  * Submit the final bio for an ioend.
1171  *
1172  * If @error is non-zero, it means that we have a situation where some part of
1173  * the submission process has failed after we've marked pages for writeback
1174  * and unlocked them.  In this situation, we need to fail the bio instead of
1175  * submitting it.  This typically only happens on a filesystem shutdown.
1176  */
1177 static int
1178 iomap_submit_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, struct iomap_ioend *ioend,
1179                 int error)
1180 {
1181         ioend->io_bio->bi_private = ioend;
1182         ioend->io_bio->bi_end_io = iomap_writepage_end_bio;
1183
1184         if (wpc->ops->prepare_ioend)
1185                 error = wpc->ops->prepare_ioend(ioend, error);
1186         if (error) {
1187                 /*
1188                  * If we're failing the IO now, just mark the ioend with an
1189                  * error and finish it.  This will run IO completion immediately
1190                  * as there is only one reference to the ioend at this point in
1191                  * time.
1192                  */
1193                 ioend->io_bio->bi_status = errno_to_blk_status(error);
1194                 bio_endio(ioend->io_bio);
1195                 return error;
1196         }
1197
1198         submit_bio(ioend->io_bio);
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 static struct iomap_ioend *
1203 iomap_alloc_ioend(struct inode *inode, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1204                 loff_t offset, sector_t sector, struct writeback_control *wbc)
1205 {
1206         struct iomap_ioend *ioend;
1207         struct bio *bio;
1208
1209         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_VECS, &iomap_ioend_bioset);
1210         bio_set_dev(bio, wpc->iomap.bdev);
1211         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1212         bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
1213         bio->bi_write_hint = inode->i_write_hint;
1214         wbc_init_bio(wbc, bio);
1215
1216         ioend = container_of(bio, struct iomap_ioend, io_inline_bio);
1217         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1218         ioend->io_type = wpc->iomap.type;
1219         ioend->io_flags = wpc->iomap.flags;
1220         ioend->io_inode = inode;
1221         ioend->io_size = 0;
1222         ioend->io_offset = offset;
1223         ioend->io_bio = bio;
1224         return ioend;
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Allocate a new bio, and chain the old bio to the new one.
1229  *
1230  * Note that we have to perform the chaining in this unintuitive order
1231  * so that the bi_private linkage is set up in the right direction for the
1232  * traversal in iomap_finish_ioend().
1233  */
1234 static struct bio *
1235 iomap_chain_bio(struct bio *prev)
1236 {
1237         struct bio *new;
1238
1239         new = bio_alloc(GFP_NOFS, BIO_MAX_VECS);
1240         bio_copy_dev(new, prev);/* also copies over blkcg information */
1241         new->bi_iter.bi_sector = bio_end_sector(prev);
1242         new->bi_opf = prev->bi_opf;
1243         new->bi_write_hint = prev->bi_write_hint;
1244
1245         bio_chain(prev, new);
1246         bio_get(prev);          /* for iomap_finish_ioend */
1247         submit_bio(prev);
1248         return new;
1249 }
1250
1251 static bool
1252 iomap_can_add_to_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, loff_t offset,
1253                 sector_t sector)
1254 {
1255         if ((wpc->iomap.flags & IOMAP_F_SHARED) !=
1256             (wpc->ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1257                 return false;
1258         if (wpc->iomap.type != wpc->ioend->io_type)
1259                 return false;
1260         if (offset != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size)
1261                 return false;
1262         if (sector != bio_end_sector(wpc->ioend->io_bio))
1263                 return false;
1264         return true;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
1269  * first; otherwise finish off the current ioend and start another.
1270  */
1271 static void
1272 iomap_add_to_ioend(struct inode *inode, loff_t pos, struct folio *folio,
1273                 struct iomap_page *iop, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1274                 struct writeback_control *wbc, struct list_head *iolist)
1275 {
1276         sector_t sector = iomap_sector(&wpc->iomap, pos);
1277         unsigned len = i_blocksize(inode);
1278         size_t poff = offset_in_folio(folio, pos);
1279
1280         if (!wpc->ioend || !iomap_can_add_to_ioend(wpc, pos, sector)) {
1281                 if (wpc->ioend)
1282                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
1283                 wpc->ioend = iomap_alloc_ioend(inode, wpc, pos, sector, wbc);
1284         }
1285
1286         if (!bio_add_folio(wpc->ioend->io_bio, folio, len, poff)) {
1287                 wpc->ioend->io_bio = iomap_chain_bio(wpc->ioend->io_bio);
1288                 bio_add_folio(wpc->ioend->io_bio, folio, len, poff);
1289         }
1290
1291         if (iop)
1292                 atomic_add(len, &iop->write_bytes_pending);
1293         wpc->ioend->io_size += len;
1294         wbc_account_cgroup_owner(wbc, &folio->page, len);
1295 }
1296
1297 /*
1298  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
1299  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
1300  * the forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we're
1301  * adding blocks to is cached in the writepage context, and if the new block
1302  * doesn't append to the cached ioend, it will create a new ioend and cache that
1303  * instead.
1304  *
1305  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
1306  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
1307  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
1308  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
1309  *
1310  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
1311  * writepage context that the caller will need to submit.
1312  */
1313 static int
1314 iomap_writepage_map(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1315                 struct writeback_control *wbc, struct inode *inode,
1316                 struct folio *folio, u64 end_pos)
1317 {
1318         struct iomap_page *iop = iomap_page_create(inode, folio);
1319         struct iomap_ioend *ioend, *next;
1320         unsigned len = i_blocksize(inode);
1321         unsigned nblocks = i_blocks_per_folio(inode, folio);
1322         u64 pos = folio_pos(folio);
1323         int error = 0, count = 0, i;
1324         LIST_HEAD(submit_list);
1325
1326         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_bytes_pending) != 0);
1327
1328         /*
1329          * Walk through the folio to find areas to write back. If we
1330          * run off the end of the current map or find the current map
1331          * invalid, grab a new one.
1332          */
1333         for (i = 0; i < nblocks && pos < end_pos; i++, pos += len) {
1334                 if (iop && !test_bit(i, iop->uptodate))
1335                         continue;
1336
1337                 error = wpc->ops->map_blocks(wpc, inode, pos);
1338                 if (error)
1339                         break;
1340                 if (WARN_ON_ONCE(wpc->iomap.type == IOMAP_INLINE))
1341                         continue;
1342                 if (wpc->iomap.type == IOMAP_HOLE)
1343                         continue;
1344                 iomap_add_to_ioend(inode, pos, folio, iop, wpc, wbc,
1345                                  &submit_list);
1346                 count++;
1347         }
1348
1349         WARN_ON_ONCE(!wpc->ioend && !list_empty(&submit_list));
1350         WARN_ON_ONCE(!folio_test_locked(folio));
1351         WARN_ON_ONCE(folio_test_writeback(folio));
1352         WARN_ON_ONCE(folio_test_dirty(folio));
1353
1354         /*
1355          * We cannot cancel the ioend directly here on error.  We may have
1356          * already set other pages under writeback and hence we have to run I/O
1357          * completion to mark the error state of the pages under writeback
1358          * appropriately.
1359          */
1360         if (unlikely(error)) {
1361                 /*
1362                  * Let the filesystem know what portion of the current page
1363                  * failed to map. If the page hasn't been added to ioend, it
1364                  * won't be affected by I/O completion and we must unlock it
1365                  * now.
1366                  */
1367                 if (wpc->ops->discard_folio)
1368                         wpc->ops->discard_folio(folio, pos);
1369                 if (!count) {
1370                         folio_clear_uptodate(folio);
1371                         folio_unlock(folio);
1372                         goto done;
1373                 }
1374         }
1375
1376         folio_start_writeback(folio);
1377         folio_unlock(folio);
1378
1379         /*
1380          * Preserve the original error if there was one; catch
1381          * submission errors here and propagate into subsequent ioend
1382          * submissions.
1383          */
1384         list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
1385                 int error2;
1386
1387                 list_del_init(&ioend->io_list);
1388                 error2 = iomap_submit_ioend(wpc, ioend, error);
1389                 if (error2 && !error)
1390                         error = error2;
1391         }
1392
1393         /*
1394          * We can end up here with no error and nothing to write only if we race
1395          * with a partial page truncate on a sub-page block sized filesystem.
1396          */
1397         if (!count)
1398                 folio_end_writeback(folio);
1399 done:
1400         mapping_set_error(folio->mapping, error);
1401         return error;
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Write out a dirty page.
1406  *
1407  * For delalloc space on the page, we need to allocate space and flush it.
1408  * For unwritten space on the page, we need to start the conversion to
1409  * regular allocated space.
1410  */
1411 static int
1412 iomap_do_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc, void *data)
1413 {
1414         struct folio *folio = page_folio(page);
1415         struct iomap_writepage_ctx *wpc = data;
1416         struct inode *inode = folio->mapping->host;
1417         u64 end_pos, isize;
1418
1419         trace_iomap_writepage(inode, folio_pos(folio), folio_size(folio));
1420
1421         /*
1422          * Refuse to write the folio out if we're called from reclaim context.
1423          *
1424          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
1425          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
1426          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
1427          *
1428          * This should never happen except in the case of a VM regression so
1429          * warn about it.
1430          */
1431         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
1432                         PF_MEMALLOC))
1433                 goto redirty;
1434
1435         /*
1436          * Is this folio beyond the end of the file?
1437          *
1438          * The folio index is less than the end_index, adjust the end_pos
1439          * to the highest offset that this folio should represent.
1440          * -----------------------------------------------------
1441          * |                    file mapping           | <EOF> |
1442          * -----------------------------------------------------
1443          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
1444          * ^--------------------------------^----------|--------
1445          * |     desired writeback range    |      see else    |
1446          * ---------------------------------^------------------|
1447          */
1448         isize = i_size_read(inode);
1449         end_pos = folio_pos(folio) + folio_size(folio);
1450         if (end_pos > isize) {
1451                 /*
1452                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
1453                  * i_size or not.
1454                  * -------------------------------------------------------
1455                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
1456                  * -------------------------------------------------------
1457                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
1458                  * ^--------------------------------^-----------|---------
1459                  * |                                |      Straddles     |
1460                  * ---------------------------------^-----------|--------|
1461                  */
1462                 size_t poff = offset_in_folio(folio, isize);
1463                 pgoff_t end_index = isize >> PAGE_SHIFT;
1464
1465                 /*
1466                  * Skip the page if it's fully outside i_size, e.g. due to a
1467                  * truncate operation that's in progress. We must redirty the
1468                  * page so that reclaim stops reclaiming it. Otherwise
1469                  * iomap_vm_releasepage() is called on it and gets confused.
1470                  *
1471                  * Note that the end_index is unsigned long.  If the given
1472                  * offset is greater than 16TB on a 32-bit system then if we
1473                  * checked if the page is fully outside i_size with
1474                  * "if (page->index >= end_index + 1)", "end_index + 1" would
1475                  * overflow and evaluate to 0.  Hence this page would be
1476                  * redirtied and written out repeatedly, which would result in
1477                  * an infinite loop; the user program performing this operation
1478                  * would hang.  Instead, we can detect this situation by
1479                  * checking if the page is totally beyond i_size or if its
1480                  * offset is just equal to the EOF.
1481                  */
1482                 if (folio->index > end_index ||
1483                     (folio->index == end_index && poff == 0))
1484                         goto redirty;
1485
1486                 /*
1487                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
1488                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
1489                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
1490                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
1491                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
1492                  * not written out to the file."
1493                  */
1494                 folio_zero_segment(folio, poff, folio_size(folio));
1495                 end_pos = isize;
1496         }
1497
1498         return iomap_writepage_map(wpc, wbc, inode, folio, end_pos);
1499
1500 redirty:
1501         folio_redirty_for_writepage(wbc, folio);
1502         folio_unlock(folio);
1503         return 0;
1504 }
1505
1506 int
1507 iomap_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
1508                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1509                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1510 {
1511         int ret;
1512
1513         wpc->ops = ops;
1514         ret = iomap_do_writepage(page, wbc, wpc);
1515         if (!wpc->ioend)
1516                 return ret;
1517         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1518 }
1519 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepage);
1520
1521 int
1522 iomap_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc,
1523                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1524                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1525 {
1526         int                     ret;
1527
1528         wpc->ops = ops;
1529         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, iomap_do_writepage, wpc);
1530         if (!wpc->ioend)
1531                 return ret;
1532         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1533 }
1534 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepages);
1535
1536 static int __init iomap_init(void)
1537 {
1538         return bioset_init(&iomap_ioend_bioset, 4 * (PAGE_SIZE / SECTOR_SIZE),
1539                            offsetof(struct iomap_ioend, io_inline_bio),
1540                            BIOSET_NEED_BVECS);
1541 }
1542 fs_initcall(iomap_init);