fs/iomap/buffered-io.c

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