Merge tag 'for-5.1/libata-20190301' of git://git.kernel.dk/linux-block
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / xfs / xfs_aops.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) 2000-2005 Silicon Graphics, Inc.
4  * Copyright (c) 2016-2018 Christoph Hellwig.
5  * All Rights Reserved.
6  */
7 #include "xfs.h"
8 #include "xfs_shared.h"
9 #include "xfs_format.h"
10 #include "xfs_log_format.h"
11 #include "xfs_trans_resv.h"
12 #include "xfs_mount.h"
13 #include "xfs_inode.h"
14 #include "xfs_trans.h"
15 #include "xfs_inode_item.h"
16 #include "xfs_alloc.h"
17 #include "xfs_error.h"
18 #include "xfs_iomap.h"
19 #include "xfs_trace.h"
20 #include "xfs_bmap.h"
21 #include "xfs_bmap_util.h"
22 #include "xfs_bmap_btree.h"
23 #include "xfs_reflink.h"
24 #include <linux/writeback.h>
25
26 /*
27  * structure owned by writepages passed to individual writepage calls
28  */
29 struct xfs_writepage_ctx {
30         struct xfs_bmbt_irec    imap;
31         int                     fork;
32         unsigned int            data_seq;
33         unsigned int            cow_seq;
34         struct xfs_ioend        *ioend;
35 };
36
37 struct block_device *
38 xfs_find_bdev_for_inode(
39         struct inode            *inode)
40 {
41         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
42         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
43
44         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
45                 return mp->m_rtdev_targp->bt_bdev;
46         else
47                 return mp->m_ddev_targp->bt_bdev;
48 }
49
50 struct dax_device *
51 xfs_find_daxdev_for_inode(
52         struct inode            *inode)
53 {
54         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
55         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
56
57         if (XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
58                 return mp->m_rtdev_targp->bt_daxdev;
59         else
60                 return mp->m_ddev_targp->bt_daxdev;
61 }
62
63 static void
64 xfs_finish_page_writeback(
65         struct inode            *inode,
66         struct bio_vec          *bvec,
67         int                     error)
68 {
69         struct iomap_page       *iop = to_iomap_page(bvec->bv_page);
70
71         if (error) {
72                 SetPageError(bvec->bv_page);
73                 mapping_set_error(inode->i_mapping, -EIO);
74         }
75
76         ASSERT(iop || i_blocksize(inode) == PAGE_SIZE);
77         ASSERT(!iop || atomic_read(&iop->write_count) > 0);
78
79         if (!iop || atomic_dec_and_test(&iop->write_count))
80                 end_page_writeback(bvec->bv_page);
81 }
82
83 /*
84  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
85  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
86  * ioend after this.
87  */
88 STATIC void
89 xfs_destroy_ioend(
90         struct xfs_ioend        *ioend,
91         int                     error)
92 {
93         struct inode            *inode = ioend->io_inode;
94         struct bio              *bio = &ioend->io_inline_bio;
95         struct bio              *last = ioend->io_bio, *next;
96         u64                     start = bio->bi_iter.bi_sector;
97         bool                    quiet = bio_flagged(bio, BIO_QUIET);
98
99         for (bio = &ioend->io_inline_bio; bio; bio = next) {
100                 struct bio_vec  *bvec;
101                 int             i;
102
103                 /*
104                  * For the last bio, bi_private points to the ioend, so we
105                  * need to explicitly end the iteration here.
106                  */
107                 if (bio == last)
108                         next = NULL;
109                 else
110                         next = bio->bi_private;
111
112                 /* walk each page on bio, ending page IO on them */
113                 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
114                         xfs_finish_page_writeback(inode, bvec, error);
115                 bio_put(bio);
116         }
117
118         if (unlikely(error && !quiet)) {
119                 xfs_err_ratelimited(XFS_I(inode)->i_mount,
120                         "writeback error on sector %llu", start);
121         }
122 }
123
124 /*
125  * Fast and loose check if this write could update the on-disk inode size.
126  */
127 static inline bool xfs_ioend_is_append(struct xfs_ioend *ioend)
128 {
129         return ioend->io_offset + ioend->io_size >
130                 XFS_I(ioend->io_inode)->i_d.di_size;
131 }
132
133 STATIC int
134 xfs_setfilesize_trans_alloc(
135         struct xfs_ioend        *ioend)
136 {
137         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(ioend->io_inode)->i_mount;
138         struct xfs_trans        *tp;
139         int                     error;
140
141         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_fsyncts, 0, 0,
142                                 XFS_TRANS_NOFS, &tp);
143         if (error)
144                 return error;
145
146         ioend->io_append_trans = tp;
147
148         /*
149          * We may pass freeze protection with a transaction.  So tell lockdep
150          * we released it.
151          */
152         __sb_writers_release(ioend->io_inode->i_sb, SB_FREEZE_FS);
153         /*
154          * We hand off the transaction to the completion thread now, so
155          * clear the flag here.
156          */
157         current_restore_flags_nested(&tp->t_pflags, PF_MEMALLOC_NOFS);
158         return 0;
159 }
160
161 /*
162  * Update on-disk file size now that data has been written to disk.
163  */
164 STATIC int
165 __xfs_setfilesize(
166         struct xfs_inode        *ip,
167         struct xfs_trans        *tp,
168         xfs_off_t               offset,
169         size_t                  size)
170 {
171         xfs_fsize_t             isize;
172
173         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
174         isize = xfs_new_eof(ip, offset + size);
175         if (!isize) {
176                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_EXCL);
177                 xfs_trans_cancel(tp);
178                 return 0;
179         }
180
181         trace_xfs_setfilesize(ip, offset, size);
182
183         ip->i_d.di_size = isize;
184         xfs_trans_ijoin(tp, ip, XFS_ILOCK_EXCL);
185         xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
186
187         return xfs_trans_commit(tp);
188 }
189
190 int
191 xfs_setfilesize(
192         struct xfs_inode        *ip,
193         xfs_off_t               offset,
194         size_t                  size)
195 {
196         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
197         struct xfs_trans        *tp;
198         int                     error;
199
200         error = xfs_trans_alloc(mp, &M_RES(mp)->tr_fsyncts, 0, 0, 0, &tp);
201         if (error)
202                 return error;
203
204         return __xfs_setfilesize(ip, tp, offset, size);
205 }
206
207 STATIC int
208 xfs_setfilesize_ioend(
209         struct xfs_ioend        *ioend,
210         int                     error)
211 {
212         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(ioend->io_inode);
213         struct xfs_trans        *tp = ioend->io_append_trans;
214
215         /*
216          * The transaction may have been allocated in the I/O submission thread,
217          * thus we need to mark ourselves as being in a transaction manually.
218          * Similarly for freeze protection.
219          */
220         current_set_flags_nested(&tp->t_pflags, PF_MEMALLOC_NOFS);
221         __sb_writers_acquired(VFS_I(ip)->i_sb, SB_FREEZE_FS);
222
223         /* we abort the update if there was an IO error */
224         if (error) {
225                 xfs_trans_cancel(tp);
226                 return error;
227         }
228
229         return __xfs_setfilesize(ip, tp, ioend->io_offset, ioend->io_size);
230 }
231
232 /*
233  * IO write completion.
234  */
235 STATIC void
236 xfs_end_io(
237         struct work_struct *work)
238 {
239         struct xfs_ioend        *ioend =
240                 container_of(work, struct xfs_ioend, io_work);
241         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(ioend->io_inode);
242         xfs_off_t               offset = ioend->io_offset;
243         size_t                  size = ioend->io_size;
244         int                     error;
245
246         /*
247          * Just clean up the in-memory strutures if the fs has been shut down.
248          */
249         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(ip->i_mount)) {
250                 error = -EIO;
251                 goto done;
252         }
253
254         /*
255          * Clean up any COW blocks on an I/O error.
256          */
257         error = blk_status_to_errno(ioend->io_bio->bi_status);
258         if (unlikely(error)) {
259                 if (ioend->io_fork == XFS_COW_FORK)
260                         xfs_reflink_cancel_cow_range(ip, offset, size, true);
261                 goto done;
262         }
263
264         /*
265          * Success: commit the COW or unwritten blocks if needed.
266          */
267         if (ioend->io_fork == XFS_COW_FORK)
268                 error = xfs_reflink_end_cow(ip, offset, size);
269         else if (ioend->io_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
270                 error = xfs_iomap_write_unwritten(ip, offset, size, false);
271         else
272                 ASSERT(!xfs_ioend_is_append(ioend) || ioend->io_append_trans);
273
274 done:
275         if (ioend->io_append_trans)
276                 error = xfs_setfilesize_ioend(ioend, error);
277         xfs_destroy_ioend(ioend, error);
278 }
279
280 STATIC void
281 xfs_end_bio(
282         struct bio              *bio)
283 {
284         struct xfs_ioend        *ioend = bio->bi_private;
285         struct xfs_mount        *mp = XFS_I(ioend->io_inode)->i_mount;
286
287         if (ioend->io_fork == XFS_COW_FORK ||
288             ioend->io_state == XFS_EXT_UNWRITTEN)
289                 queue_work(mp->m_unwritten_workqueue, &ioend->io_work);
290         else if (ioend->io_append_trans)
291                 queue_work(mp->m_data_workqueue, &ioend->io_work);
292         else
293                 xfs_destroy_ioend(ioend, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
294 }
295
296 /*
297  * Fast revalidation of the cached writeback mapping. Return true if the current
298  * mapping is valid, false otherwise.
299  */
300 static bool
301 xfs_imap_valid(
302         struct xfs_writepage_ctx        *wpc,
303         struct xfs_inode                *ip,
304         xfs_fileoff_t                   offset_fsb)
305 {
306         if (offset_fsb < wpc->imap.br_startoff ||
307             offset_fsb >= wpc->imap.br_startoff + wpc->imap.br_blockcount)
308                 return false;
309         /*
310          * If this is a COW mapping, it is sufficient to check that the mapping
311          * covers the offset. Be careful to check this first because the caller
312          * can revalidate a COW mapping without updating the data seqno.
313          */
314         if (wpc->fork == XFS_COW_FORK)
315                 return true;
316
317         /*
318          * This is not a COW mapping. Check the sequence number of the data fork
319          * because concurrent changes could have invalidated the extent. Check
320          * the COW fork because concurrent changes since the last time we
321          * checked (and found nothing at this offset) could have added
322          * overlapping blocks.
323          */
324         if (wpc->data_seq != READ_ONCE(ip->i_df.if_seq))
325                 return false;
326         if (xfs_inode_has_cow_data(ip) &&
327             wpc->cow_seq != READ_ONCE(ip->i_cowfp->if_seq))
328                 return false;
329         return true;
330 }
331
332 /*
333  * Pass in a dellalloc extent and convert it to real extents, return the real
334  * extent that maps offset_fsb in wpc->imap.
335  *
336  * The current page is held locked so nothing could have removed the block
337  * backing offset_fsb, although it could have moved from the COW to the data
338  * fork by another thread.
339  */
340 static int
341 xfs_convert_blocks(
342         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
343         struct xfs_inode        *ip,
344         xfs_fileoff_t           offset_fsb)
345 {
346         int                     error;
347
348         /*
349          * Attempt to allocate whatever delalloc extent currently backs
350          * offset_fsb and put the result into wpc->imap.  Allocate in a loop
351          * because it may take several attempts to allocate real blocks for a
352          * contiguous delalloc extent if free space is sufficiently fragmented.
353          */
354         do {
355                 error = xfs_bmapi_convert_delalloc(ip, wpc->fork, offset_fsb,
356                                 &wpc->imap, wpc->fork == XFS_COW_FORK ?
357                                         &wpc->cow_seq : &wpc->data_seq);
358                 if (error)
359                         return error;
360         } while (wpc->imap.br_startoff + wpc->imap.br_blockcount <= offset_fsb);
361
362         return 0;
363 }
364
365 STATIC int
366 xfs_map_blocks(
367         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
368         struct inode            *inode,
369         loff_t                  offset)
370 {
371         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
372         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
373         ssize_t                 count = i_blocksize(inode);
374         xfs_fileoff_t           offset_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
375         xfs_fileoff_t           end_fsb = XFS_B_TO_FSB(mp, offset + count);
376         xfs_fileoff_t           cow_fsb = NULLFILEOFF;
377         struct xfs_bmbt_irec    imap;
378         struct xfs_iext_cursor  icur;
379         int                     retries = 0;
380         int                     error = 0;
381
382         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
383                 return -EIO;
384
385         /*
386          * COW fork blocks can overlap data fork blocks even if the blocks
387          * aren't shared.  COW I/O always takes precedent, so we must always
388          * check for overlap on reflink inodes unless the mapping is already a
389          * COW one, or the COW fork hasn't changed from the last time we looked
390          * at it.
391          *
392          * It's safe to check the COW fork if_seq here without the ILOCK because
393          * we've indirectly protected against concurrent updates: writeback has
394          * the page locked, which prevents concurrent invalidations by reflink
395          * and directio and prevents concurrent buffered writes to the same
396          * page.  Changes to if_seq always happen under i_lock, which protects
397          * against concurrent updates and provides a memory barrier on the way
398          * out that ensures that we always see the current value.
399          */
400         if (xfs_imap_valid(wpc, ip, offset_fsb))
401                 return 0;
402
403         /*
404          * If we don't have a valid map, now it's time to get a new one for this
405          * offset.  This will convert delayed allocations (including COW ones)
406          * into real extents.  If we return without a valid map, it means we
407          * landed in a hole and we skip the block.
408          */
409 retry:
410         xfs_ilock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
411         ASSERT(ip->i_d.di_format != XFS_DINODE_FMT_BTREE ||
412                (ip->i_df.if_flags & XFS_IFEXTENTS));
413
414         /*
415          * Check if this is offset is covered by a COW extents, and if yes use
416          * it directly instead of looking up anything in the data fork.
417          */
418         if (xfs_inode_has_cow_data(ip) &&
419             xfs_iext_lookup_extent(ip, ip->i_cowfp, offset_fsb, &icur, &imap))
420                 cow_fsb = imap.br_startoff;
421         if (cow_fsb != NULLFILEOFF && cow_fsb <= offset_fsb) {
422                 wpc->cow_seq = READ_ONCE(ip->i_cowfp->if_seq);
423                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
424
425                 wpc->fork = XFS_COW_FORK;
426                 goto allocate_blocks;
427         }
428
429         /*
430          * No COW extent overlap. Revalidate now that we may have updated
431          * ->cow_seq. If the data mapping is still valid, we're done.
432          */
433         if (xfs_imap_valid(wpc, ip, offset_fsb)) {
434                 xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
435                 return 0;
436         }
437
438         /*
439          * If we don't have a valid map, now it's time to get a new one for this
440          * offset.  This will convert delayed allocations (including COW ones)
441          * into real extents.
442          */
443         if (!xfs_iext_lookup_extent(ip, &ip->i_df, offset_fsb, &icur, &imap))
444                 imap.br_startoff = end_fsb;     /* fake a hole past EOF */
445         wpc->data_seq = READ_ONCE(ip->i_df.if_seq);
446         xfs_iunlock(ip, XFS_ILOCK_SHARED);
447
448         wpc->fork = XFS_DATA_FORK;
449
450         /* landed in a hole or beyond EOF? */
451         if (imap.br_startoff > offset_fsb) {
452                 imap.br_blockcount = imap.br_startoff - offset_fsb;
453                 imap.br_startoff = offset_fsb;
454                 imap.br_startblock = HOLESTARTBLOCK;
455                 imap.br_state = XFS_EXT_NORM;
456         }
457
458         /*
459          * Truncate to the next COW extent if there is one.  This is the only
460          * opportunity to do this because we can skip COW fork lookups for the
461          * subsequent blocks in the mapping; however, the requirement to treat
462          * the COW range separately remains.
463          */
464         if (cow_fsb != NULLFILEOFF &&
465             cow_fsb < imap.br_startoff + imap.br_blockcount)
466                 imap.br_blockcount = cow_fsb - imap.br_startoff;
467
468         /* got a delalloc extent? */
469         if (imap.br_startblock != HOLESTARTBLOCK &&
470             isnullstartblock(imap.br_startblock))
471                 goto allocate_blocks;
472
473         wpc->imap = imap;
474         trace_xfs_map_blocks_found(ip, offset, count, wpc->fork, &imap);
475         return 0;
476 allocate_blocks:
477         error = xfs_convert_blocks(wpc, ip, offset_fsb);
478         if (error) {
479                 /*
480                  * If we failed to find the extent in the COW fork we might have
481                  * raced with a COW to data fork conversion or truncate.
482                  * Restart the lookup to catch the extent in the data fork for
483                  * the former case, but prevent additional retries to avoid
484                  * looping forever for the latter case.
485                  */
486                 if (error == -EAGAIN && wpc->fork == XFS_COW_FORK && !retries++)
487                         goto retry;
488                 ASSERT(error != -EAGAIN);
489                 return error;
490         }
491
492         /*
493          * Due to merging the return real extent might be larger than the
494          * original delalloc one.  Trim the return extent to the next COW
495          * boundary again to force a re-lookup.
496          */
497         if (wpc->fork != XFS_COW_FORK && cow_fsb != NULLFILEOFF &&
498             cow_fsb < wpc->imap.br_startoff + wpc->imap.br_blockcount)
499                 wpc->imap.br_blockcount = cow_fsb - wpc->imap.br_startoff;
500
501         ASSERT(wpc->imap.br_startoff <= offset_fsb);
502         ASSERT(wpc->imap.br_startoff + wpc->imap.br_blockcount > offset_fsb);
503         trace_xfs_map_blocks_alloc(ip, offset, count, wpc->fork, &imap);
504         return 0;
505 }
506
507 /*
508  * Submit the bio for an ioend. We are passed an ioend with a bio attached to
509  * it, and we submit that bio. The ioend may be used for multiple bio
510  * submissions, so we only want to allocate an append transaction for the ioend
511  * once. In the case of multiple bio submission, each bio will take an IO
512  * reference to the ioend to ensure that the ioend completion is only done once
513  * all bios have been submitted and the ioend is really done.
514  *
515  * If @fail is non-zero, it means that we have a situation where some part of
516  * the submission process has failed after we have marked paged for writeback
517  * and unlocked them. In this situation, we need to fail the bio and ioend
518  * rather than submit it to IO. This typically only happens on a filesystem
519  * shutdown.
520  */
521 STATIC int
522 xfs_submit_ioend(
523         struct writeback_control *wbc,
524         struct xfs_ioend        *ioend,
525         int                     status)
526 {
527         /* Convert CoW extents to regular */
528         if (!status && ioend->io_fork == XFS_COW_FORK) {
529                 /*
530                  * Yuk. This can do memory allocation, but is not a
531                  * transactional operation so everything is done in GFP_KERNEL
532                  * context. That can deadlock, because we hold pages in
533                  * writeback state and GFP_KERNEL allocations can block on them.
534                  * Hence we must operate in nofs conditions here.
535                  */
536                 unsigned nofs_flag;
537
538                 nofs_flag = memalloc_nofs_save();
539                 status = xfs_reflink_convert_cow(XFS_I(ioend->io_inode),
540                                 ioend->io_offset, ioend->io_size);
541                 memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
542         }
543
544         /* Reserve log space if we might write beyond the on-disk inode size. */
545         if (!status &&
546             (ioend->io_fork == XFS_COW_FORK ||
547              ioend->io_state != XFS_EXT_UNWRITTEN) &&
548             xfs_ioend_is_append(ioend) &&
549             !ioend->io_append_trans)
550                 status = xfs_setfilesize_trans_alloc(ioend);
551
552         ioend->io_bio->bi_private = ioend;
553         ioend->io_bio->bi_end_io = xfs_end_bio;
554         ioend->io_bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
555
556         /*
557          * If we are failing the IO now, just mark the ioend with an
558          * error and finish it. This will run IO completion immediately
559          * as there is only one reference to the ioend at this point in
560          * time.
561          */
562         if (status) {
563                 ioend->io_bio->bi_status = errno_to_blk_status(status);
564                 bio_endio(ioend->io_bio);
565                 return status;
566         }
567
568         ioend->io_bio->bi_write_hint = ioend->io_inode->i_write_hint;
569         submit_bio(ioend->io_bio);
570         return 0;
571 }
572
573 static struct xfs_ioend *
574 xfs_alloc_ioend(
575         struct inode            *inode,
576         int                     fork,
577         xfs_exntst_t            state,
578         xfs_off_t               offset,
579         struct block_device     *bdev,
580         sector_t                sector)
581 {
582         struct xfs_ioend        *ioend;
583         struct bio              *bio;
584
585         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES, &xfs_ioend_bioset);
586         bio_set_dev(bio, bdev);
587         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
588
589         ioend = container_of(bio, struct xfs_ioend, io_inline_bio);
590         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
591         ioend->io_fork = fork;
592         ioend->io_state = state;
593         ioend->io_inode = inode;
594         ioend->io_size = 0;
595         ioend->io_offset = offset;
596         INIT_WORK(&ioend->io_work, xfs_end_io);
597         ioend->io_append_trans = NULL;
598         ioend->io_bio = bio;
599         return ioend;
600 }
601
602 /*
603  * Allocate a new bio, and chain the old bio to the new one.
604  *
605  * Note that we have to do perform the chaining in this unintuitive order
606  * so that the bi_private linkage is set up in the right direction for the
607  * traversal in xfs_destroy_ioend().
608  */
609 static void
610 xfs_chain_bio(
611         struct xfs_ioend        *ioend,
612         struct writeback_control *wbc,
613         struct block_device     *bdev,
614         sector_t                sector)
615 {
616         struct bio *new;
617
618         new = bio_alloc(GFP_NOFS, BIO_MAX_PAGES);
619         bio_set_dev(new, bdev);
620         new->bi_iter.bi_sector = sector;
621         bio_chain(ioend->io_bio, new);
622         bio_get(ioend->io_bio);         /* for xfs_destroy_ioend */
623         ioend->io_bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
624         ioend->io_bio->bi_write_hint = ioend->io_inode->i_write_hint;
625         submit_bio(ioend->io_bio);
626         ioend->io_bio = new;
627 }
628
629 /*
630  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
631  * first, otherwise finish off the current ioend and start another.
632  */
633 STATIC void
634 xfs_add_to_ioend(
635         struct inode            *inode,
636         xfs_off_t               offset,
637         struct page             *page,
638         struct iomap_page       *iop,
639         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
640         struct writeback_control *wbc,
641         struct list_head        *iolist)
642 {
643         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
644         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
645         struct block_device     *bdev = xfs_find_bdev_for_inode(inode);
646         unsigned                len = i_blocksize(inode);
647         unsigned                poff = offset & (PAGE_SIZE - 1);
648         sector_t                sector;
649
650         sector = xfs_fsb_to_db(ip, wpc->imap.br_startblock) +
651                 ((offset - XFS_FSB_TO_B(mp, wpc->imap.br_startoff)) >> 9);
652
653         if (!wpc->ioend ||
654             wpc->fork != wpc->ioend->io_fork ||
655             wpc->imap.br_state != wpc->ioend->io_state ||
656             sector != bio_end_sector(wpc->ioend->io_bio) ||
657             offset != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size) {
658                 if (wpc->ioend)
659                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
660                 wpc->ioend = xfs_alloc_ioend(inode, wpc->fork,
661                                 wpc->imap.br_state, offset, bdev, sector);
662         }
663
664         if (!__bio_try_merge_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff)) {
665                 if (iop)
666                         atomic_inc(&iop->write_count);
667                 if (bio_full(wpc->ioend->io_bio))
668                         xfs_chain_bio(wpc->ioend, wbc, bdev, sector);
669                 __bio_add_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff);
670         }
671
672         wpc->ioend->io_size += len;
673 }
674
675 STATIC void
676 xfs_vm_invalidatepage(
677         struct page             *page,
678         unsigned int            offset,
679         unsigned int            length)
680 {
681         trace_xfs_invalidatepage(page->mapping->host, page, offset, length);
682         iomap_invalidatepage(page, offset, length);
683 }
684
685 /*
686  * If the page has delalloc blocks on it, we need to punch them out before we
687  * invalidate the page.  If we don't, we leave a stale delalloc mapping on the
688  * inode that can trip up a later direct I/O read operation on the same region.
689  *
690  * We prevent this by truncating away the delalloc regions on the page.  Because
691  * they are delalloc, we can do this without needing a transaction. Indeed - if
692  * we get ENOSPC errors, we have to be able to do this truncation without a
693  * transaction as there is no space left for block reservation (typically why we
694  * see a ENOSPC in writeback).
695  */
696 STATIC void
697 xfs_aops_discard_page(
698         struct page             *page)
699 {
700         struct inode            *inode = page->mapping->host;
701         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(inode);
702         struct xfs_mount        *mp = ip->i_mount;
703         loff_t                  offset = page_offset(page);
704         xfs_fileoff_t           start_fsb = XFS_B_TO_FSBT(mp, offset);
705         int                     error;
706
707         if (XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
708                 goto out_invalidate;
709
710         xfs_alert(mp,
711                 "page discard on page "PTR_FMT", inode 0x%llx, offset %llu.",
712                         page, ip->i_ino, offset);
713
714         error = xfs_bmap_punch_delalloc_range(ip, start_fsb,
715                         PAGE_SIZE / i_blocksize(inode));
716         if (error && !XFS_FORCED_SHUTDOWN(mp))
717                 xfs_alert(mp, "page discard unable to remove delalloc mapping.");
718 out_invalidate:
719         xfs_vm_invalidatepage(page, 0, PAGE_SIZE);
720 }
721
722 /*
723  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
724  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
725  * forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we are
726  * adding blocks to is cached on the writepage context, and if the new block
727  * does not append to the cached ioend it will create a new ioend and cache that
728  * instead.
729  *
730  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
731  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
732  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
733  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
734  *
735  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
736  * writepage context that the caller will need to submit.
737  */
738 static int
739 xfs_writepage_map(
740         struct xfs_writepage_ctx *wpc,
741         struct writeback_control *wbc,
742         struct inode            *inode,
743         struct page             *page,
744         uint64_t                end_offset)
745 {
746         LIST_HEAD(submit_list);
747         struct iomap_page       *iop = to_iomap_page(page);
748         unsigned                len = i_blocksize(inode);
749         struct xfs_ioend        *ioend, *next;
750         uint64_t                file_offset;    /* file offset of page */
751         int                     error = 0, count = 0, i;
752
753         ASSERT(iop || i_blocksize(inode) == PAGE_SIZE);
754         ASSERT(!iop || atomic_read(&iop->write_count) == 0);
755
756         /*
757          * Walk through the page to find areas to write back. If we run off the
758          * end of the current map or find the current map invalid, grab a new
759          * one.
760          */
761         for (i = 0, file_offset = page_offset(page);
762              i < (PAGE_SIZE >> inode->i_blkbits) && file_offset < end_offset;
763              i++, file_offset += len) {
764                 if (iop && !test_bit(i, iop->uptodate))
765                         continue;
766
767                 error = xfs_map_blocks(wpc, inode, file_offset);
768                 if (error)
769                         break;
770                 if (wpc->imap.br_startblock == HOLESTARTBLOCK)
771                         continue;
772                 xfs_add_to_ioend(inode, file_offset, page, iop, wpc, wbc,
773                                  &submit_list);
774                 count++;
775         }
776
777         ASSERT(wpc->ioend || list_empty(&submit_list));
778         ASSERT(PageLocked(page));
779         ASSERT(!PageWriteback(page));
780
781         /*
782          * On error, we have to fail the ioend here because we may have set
783          * pages under writeback, we have to make sure we run IO completion to
784          * mark the error state of the IO appropriately, so we can't cancel the
785          * ioend directly here.  That means we have to mark this page as under
786          * writeback if we included any blocks from it in the ioend chain so
787          * that completion treats it correctly.
788          *
789          * If we didn't include the page in the ioend, the on error we can
790          * simply discard and unlock it as there are no other users of the page
791          * now.  The caller will still need to trigger submission of outstanding
792          * ioends on the writepage context so they are treated correctly on
793          * error.
794          */
795         if (unlikely(error)) {
796                 if (!count) {
797                         xfs_aops_discard_page(page);
798                         ClearPageUptodate(page);
799                         unlock_page(page);
800                         goto done;
801                 }
802
803                 /*
804                  * If the page was not fully cleaned, we need to ensure that the
805                  * higher layers come back to it correctly.  That means we need
806                  * to keep the page dirty, and for WB_SYNC_ALL writeback we need
807                  * to ensure the PAGECACHE_TAG_TOWRITE index mark is not removed
808                  * so another attempt to write this page in this writeback sweep
809                  * will be made.
810                  */
811                 set_page_writeback_keepwrite(page);
812         } else {
813                 clear_page_dirty_for_io(page);
814                 set_page_writeback(page);
815         }
816
817         unlock_page(page);
818
819         /*
820          * Preserve the original error if there was one, otherwise catch
821          * submission errors here and propagate into subsequent ioend
822          * submissions.
823          */
824         list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
825                 int error2;
826
827                 list_del_init(&ioend->io_list);
828                 error2 = xfs_submit_ioend(wbc, ioend, error);
829                 if (error2 && !error)
830                         error = error2;
831         }
832
833         /*
834          * We can end up here with no error and nothing to write only if we race
835          * with a partial page truncate on a sub-page block sized filesystem.
836          */
837         if (!count)
838                 end_page_writeback(page);
839 done:
840         mapping_set_error(page->mapping, error);
841         return error;
842 }
843
844 /*
845  * Write out a dirty page.
846  *
847  * For delalloc space on the page we need to allocate space and flush it.
848  * For unwritten space on the page we need to start the conversion to
849  * regular allocated space.
850  */
851 STATIC int
852 xfs_do_writepage(
853         struct page             *page,
854         struct writeback_control *wbc,
855         void                    *data)
856 {
857         struct xfs_writepage_ctx *wpc = data;
858         struct inode            *inode = page->mapping->host;
859         loff_t                  offset;
860         uint64_t              end_offset;
861         pgoff_t                 end_index;
862
863         trace_xfs_writepage(inode, page, 0, 0);
864
865         /*
866          * Refuse to write the page out if we are called from reclaim context.
867          *
868          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
869          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
870          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
871          *
872          * This should never happen except in the case of a VM regression so
873          * warn about it.
874          */
875         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
876                         PF_MEMALLOC))
877                 goto redirty;
878
879         /*
880          * Given that we do not allow direct reclaim to call us, we should
881          * never be called while in a filesystem transaction.
882          */
883         if (WARN_ON_ONCE(current->flags & PF_MEMALLOC_NOFS))
884                 goto redirty;
885
886         /*
887          * Is this page beyond the end of the file?
888          *
889          * The page index is less than the end_index, adjust the end_offset
890          * to the highest offset that this page should represent.
891          * -----------------------------------------------------
892          * |                    file mapping           | <EOF> |
893          * -----------------------------------------------------
894          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
895          * ^--------------------------------^----------|--------
896          * |     desired writeback range    |      see else    |
897          * ---------------------------------^------------------|
898          */
899         offset = i_size_read(inode);
900         end_index = offset >> PAGE_SHIFT;
901         if (page->index < end_index)
902                 end_offset = (xfs_off_t)(page->index + 1) << PAGE_SHIFT;
903         else {
904                 /*
905                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
906                  * i_size or not.
907                  * -------------------------------------------------------
908                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
909                  * -------------------------------------------------------
910                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
911                  * ^--------------------------------^-----------|---------
912                  * |                                |      Straddles     |
913                  * ---------------------------------^-----------|--------|
914                  */
915                 unsigned offset_into_page = offset & (PAGE_SIZE - 1);
916
917                 /*
918                  * Skip the page if it is fully outside i_size, e.g. due to a
919                  * truncate operation that is in progress. We must redirty the
920                  * page so that reclaim stops reclaiming it. Otherwise
921                  * xfs_vm_releasepage() is called on it and gets confused.
922                  *
923                  * Note that the end_index is unsigned long, it would overflow
924                  * if the given offset is greater than 16TB on 32-bit system
925                  * and if we do check the page is fully outside i_size or not
926                  * via "if (page->index >= end_index + 1)" as "end_index + 1"
927                  * will be evaluated to 0.  Hence this page will be redirtied
928                  * and be written out repeatedly which would result in an
929                  * infinite loop, the user program that perform this operation
930                  * will hang.  Instead, we can verify this situation by checking
931                  * if the page to write is totally beyond the i_size or if it's
932                  * offset is just equal to the EOF.
933                  */
934                 if (page->index > end_index ||
935                     (page->index == end_index && offset_into_page == 0))
936                         goto redirty;
937
938                 /*
939                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
940                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
941                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
942                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
943                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
944                  * not written out to the file."
945                  */
946                 zero_user_segment(page, offset_into_page, PAGE_SIZE);
947
948                 /* Adjust the end_offset to the end of file */
949                 end_offset = offset;
950         }
951
952         return xfs_writepage_map(wpc, wbc, inode, page, end_offset);
953
954 redirty:
955         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
956         unlock_page(page);
957         return 0;
958 }
959
960 STATIC int
961 xfs_vm_writepage(
962         struct page             *page,
963         struct writeback_control *wbc)
964 {
965         struct xfs_writepage_ctx wpc = { };
966         int                     ret;
967
968         ret = xfs_do_writepage(page, wbc, &wpc);
969         if (wpc.ioend)
970                 ret = xfs_submit_ioend(wbc, wpc.ioend, ret);
971         return ret;
972 }
973
974 STATIC int
975 xfs_vm_writepages(
976         struct address_space    *mapping,
977         struct writeback_control *wbc)
978 {
979         struct xfs_writepage_ctx wpc = { };
980         int                     ret;
981
982         xfs_iflags_clear(XFS_I(mapping->host), XFS_ITRUNCATED);
983         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, xfs_do_writepage, &wpc);
984         if (wpc.ioend)
985                 ret = xfs_submit_ioend(wbc, wpc.ioend, ret);
986         return ret;
987 }
988
989 STATIC int
990 xfs_dax_writepages(
991         struct address_space    *mapping,
992         struct writeback_control *wbc)
993 {
994         xfs_iflags_clear(XFS_I(mapping->host), XFS_ITRUNCATED);
995         return dax_writeback_mapping_range(mapping,
996                         xfs_find_bdev_for_inode(mapping->host), wbc);
997 }
998
999 STATIC int
1000 xfs_vm_releasepage(
1001         struct page             *page,
1002         gfp_t                   gfp_mask)
1003 {
1004         trace_xfs_releasepage(page->mapping->host, page, 0, 0);
1005         return iomap_releasepage(page, gfp_mask);
1006 }
1007
1008 STATIC sector_t
1009 xfs_vm_bmap(
1010         struct address_space    *mapping,
1011         sector_t                block)
1012 {
1013         struct xfs_inode        *ip = XFS_I(mapping->host);
1014
1015         trace_xfs_vm_bmap(ip);
1016
1017         /*
1018          * The swap code (ab-)uses ->bmap to get a block mapping and then
1019          * bypasses the file system for actual I/O.  We really can't allow
1020          * that on reflinks inodes, so we have to skip out here.  And yes,
1021          * 0 is the magic code for a bmap error.
1022          *
1023          * Since we don't pass back blockdev info, we can't return bmap
1024          * information for rt files either.
1025          */
1026         if (xfs_is_cow_inode(ip) || XFS_IS_REALTIME_INODE(ip))
1027                 return 0;
1028         return iomap_bmap(mapping, block, &xfs_iomap_ops);
1029 }
1030
1031 STATIC int
1032 xfs_vm_readpage(
1033         struct file             *unused,
1034         struct page             *page)
1035 {
1036         trace_xfs_vm_readpage(page->mapping->host, 1);
1037         return iomap_readpage(page, &xfs_iomap_ops);
1038 }
1039
1040 STATIC int
1041 xfs_vm_readpages(
1042         struct file             *unused,
1043         struct address_space    *mapping,
1044         struct list_head        *pages,
1045         unsigned                nr_pages)
1046 {
1047         trace_xfs_vm_readpages(mapping->host, nr_pages);
1048         return iomap_readpages(mapping, pages, nr_pages, &xfs_iomap_ops);
1049 }
1050
1051 static int
1052 xfs_iomap_swapfile_activate(
1053         struct swap_info_struct         *sis,
1054         struct file                     *swap_file,
1055         sector_t                        *span)
1056 {
1057         sis->bdev = xfs_find_bdev_for_inode(file_inode(swap_file));
1058         return iomap_swapfile_activate(sis, swap_file, span, &xfs_iomap_ops);
1059 }
1060
1061 const struct address_space_operations xfs_address_space_operations = {
1062         .readpage               = xfs_vm_readpage,
1063         .readpages              = xfs_vm_readpages,
1064         .writepage              = xfs_vm_writepage,
1065         .writepages             = xfs_vm_writepages,
1066         .set_page_dirty         = iomap_set_page_dirty,
1067         .releasepage            = xfs_vm_releasepage,
1068         .invalidatepage         = xfs_vm_invalidatepage,
1069         .bmap                   = xfs_vm_bmap,
1070         .direct_IO              = noop_direct_IO,
1071         .migratepage            = iomap_migrate_page,
1072         .is_partially_uptodate  = iomap_is_partially_uptodate,
1073         .error_remove_page      = generic_error_remove_page,
1074         .swap_activate          = xfs_iomap_swapfile_activate,
1075 };
1076
1077 const struct address_space_operations xfs_dax_aops = {
1078         .writepages             = xfs_dax_writepages,
1079         .direct_IO              = noop_direct_IO,
1080         .set_page_dirty         = noop_set_page_dirty,
1081         .invalidatepage         = noop_invalidatepage,
1082         .swap_activate          = xfs_iomap_swapfile_activate,
1083 };