mm, futex: fix shared futex pgoff on shmem huge page
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / pagemap.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_PAGEMAP_H
3 #define _LINUX_PAGEMAP_H
4
5 /*
6  * Copyright 1995 Linus Torvalds
7  */
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/fs.h>
10 #include <linux/list.h>
11 #include <linux/highmem.h>
12 #include <linux/compiler.h>
13 #include <linux/uaccess.h>
14 #include <linux/gfp.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/hardirq.h> /* for in_interrupt() */
17 #include <linux/hugetlb_inline.h>
18
19 struct pagevec;
20
21 static inline bool mapping_empty(struct address_space *mapping)
22 {
23         return xa_empty(&mapping->i_pages);
24 }
25
26 /*
27  * Bits in mapping->flags.
28  */
29 enum mapping_flags {
30         AS_EIO          = 0,    /* IO error on async write */
31         AS_ENOSPC       = 1,    /* ENOSPC on async write */
32         AS_MM_ALL_LOCKS = 2,    /* under mm_take_all_locks() */
33         AS_UNEVICTABLE  = 3,    /* e.g., ramdisk, SHM_LOCK */
34         AS_EXITING      = 4,    /* final truncate in progress */
35         /* writeback related tags are not used */
36         AS_NO_WRITEBACK_TAGS = 5,
37         AS_THP_SUPPORT = 6,     /* THPs supported */
38 };
39
40 /**
41  * mapping_set_error - record a writeback error in the address_space
42  * @mapping: the mapping in which an error should be set
43  * @error: the error to set in the mapping
44  *
45  * When writeback fails in some way, we must record that error so that
46  * userspace can be informed when fsync and the like are called.  We endeavor
47  * to report errors on any file that was open at the time of the error.  Some
48  * internal callers also need to know when writeback errors have occurred.
49  *
50  * When a writeback error occurs, most filesystems will want to call
51  * mapping_set_error to record the error in the mapping so that it can be
52  * reported when the application calls fsync(2).
53  */
54 static inline void mapping_set_error(struct address_space *mapping, int error)
55 {
56         if (likely(!error))
57                 return;
58
59         /* Record in wb_err for checkers using errseq_t based tracking */
60         __filemap_set_wb_err(mapping, error);
61
62         /* Record it in superblock */
63         if (mapping->host)
64                 errseq_set(&mapping->host->i_sb->s_wb_err, error);
65
66         /* Record it in flags for now, for legacy callers */
67         if (error == -ENOSPC)
68                 set_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
69         else
70                 set_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
71 }
72
73 static inline void mapping_set_unevictable(struct address_space *mapping)
74 {
75         set_bit(AS_UNEVICTABLE, &mapping->flags);
76 }
77
78 static inline void mapping_clear_unevictable(struct address_space *mapping)
79 {
80         clear_bit(AS_UNEVICTABLE, &mapping->flags);
81 }
82
83 static inline bool mapping_unevictable(struct address_space *mapping)
84 {
85         return mapping && test_bit(AS_UNEVICTABLE, &mapping->flags);
86 }
87
88 static inline void mapping_set_exiting(struct address_space *mapping)
89 {
90         set_bit(AS_EXITING, &mapping->flags);
91 }
92
93 static inline int mapping_exiting(struct address_space *mapping)
94 {
95         return test_bit(AS_EXITING, &mapping->flags);
96 }
97
98 static inline void mapping_set_no_writeback_tags(struct address_space *mapping)
99 {
100         set_bit(AS_NO_WRITEBACK_TAGS, &mapping->flags);
101 }
102
103 static inline int mapping_use_writeback_tags(struct address_space *mapping)
104 {
105         return !test_bit(AS_NO_WRITEBACK_TAGS, &mapping->flags);
106 }
107
108 static inline gfp_t mapping_gfp_mask(struct address_space * mapping)
109 {
110         return mapping->gfp_mask;
111 }
112
113 /* Restricts the given gfp_mask to what the mapping allows. */
114 static inline gfp_t mapping_gfp_constraint(struct address_space *mapping,
115                 gfp_t gfp_mask)
116 {
117         return mapping_gfp_mask(mapping) & gfp_mask;
118 }
119
120 /*
121  * This is non-atomic.  Only to be used before the mapping is activated.
122  * Probably needs a barrier...
123  */
124 static inline void mapping_set_gfp_mask(struct address_space *m, gfp_t mask)
125 {
126         m->gfp_mask = mask;
127 }
128
129 static inline bool mapping_thp_support(struct address_space *mapping)
130 {
131         return test_bit(AS_THP_SUPPORT, &mapping->flags);
132 }
133
134 static inline int filemap_nr_thps(struct address_space *mapping)
135 {
136 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
137         return atomic_read(&mapping->nr_thps);
138 #else
139         return 0;
140 #endif
141 }
142
143 static inline void filemap_nr_thps_inc(struct address_space *mapping)
144 {
145 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
146         if (!mapping_thp_support(mapping))
147                 atomic_inc(&mapping->nr_thps);
148 #else
149         WARN_ON_ONCE(1);
150 #endif
151 }
152
153 static inline void filemap_nr_thps_dec(struct address_space *mapping)
154 {
155 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
156         if (!mapping_thp_support(mapping))
157                 atomic_dec(&mapping->nr_thps);
158 #else
159         WARN_ON_ONCE(1);
160 #endif
161 }
162
163 void release_pages(struct page **pages, int nr);
164
165 /*
166  * For file cache pages, return the address_space, otherwise return NULL
167  */
168 static inline struct address_space *page_mapping_file(struct page *page)
169 {
170         if (unlikely(PageSwapCache(page)))
171                 return NULL;
172         return page_mapping(page);
173 }
174
175 /*
176  * speculatively take a reference to a page.
177  * If the page is free (_refcount == 0), then _refcount is untouched, and 0
178  * is returned. Otherwise, _refcount is incremented by 1 and 1 is returned.
179  *
180  * This function must be called inside the same rcu_read_lock() section as has
181  * been used to lookup the page in the pagecache radix-tree (or page table):
182  * this allows allocators to use a synchronize_rcu() to stabilize _refcount.
183  *
184  * Unless an RCU grace period has passed, the count of all pages coming out
185  * of the allocator must be considered unstable. page_count may return higher
186  * than expected, and put_page must be able to do the right thing when the
187  * page has been finished with, no matter what it is subsequently allocated
188  * for (because put_page is what is used here to drop an invalid speculative
189  * reference).
190  *
191  * This is the interesting part of the lockless pagecache (and lockless
192  * get_user_pages) locking protocol, where the lookup-side (eg. find_get_page)
193  * has the following pattern:
194  * 1. find page in radix tree
195  * 2. conditionally increment refcount
196  * 3. check the page is still in pagecache (if no, goto 1)
197  *
198  * Remove-side that cares about stability of _refcount (eg. reclaim) has the
199  * following (with the i_pages lock held):
200  * A. atomically check refcount is correct and set it to 0 (atomic_cmpxchg)
201  * B. remove page from pagecache
202  * C. free the page
203  *
204  * There are 2 critical interleavings that matter:
205  * - 2 runs before A: in this case, A sees elevated refcount and bails out
206  * - A runs before 2: in this case, 2 sees zero refcount and retries;
207  *   subsequently, B will complete and 1 will find no page, causing the
208  *   lookup to return NULL.
209  *
210  * It is possible that between 1 and 2, the page is removed then the exact same
211  * page is inserted into the same position in pagecache. That's OK: the
212  * old find_get_page using a lock could equally have run before or after
213  * such a re-insertion, depending on order that locks are granted.
214  *
215  * Lookups racing against pagecache insertion isn't a big problem: either 1
216  * will find the page or it will not. Likewise, the old find_get_page could run
217  * either before the insertion or afterwards, depending on timing.
218  */
219 static inline int __page_cache_add_speculative(struct page *page, int count)
220 {
221 #ifdef CONFIG_TINY_RCU
222 # ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
223         VM_BUG_ON(!in_atomic() && !irqs_disabled());
224 # endif
225         /*
226          * Preempt must be disabled here - we rely on rcu_read_lock doing
227          * this for us.
228          *
229          * Pagecache won't be truncated from interrupt context, so if we have
230          * found a page in the radix tree here, we have pinned its refcount by
231          * disabling preempt, and hence no need for the "speculative get" that
232          * SMP requires.
233          */
234         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) == 0, page);
235         page_ref_add(page, count);
236
237 #else
238         if (unlikely(!page_ref_add_unless(page, count, 0))) {
239                 /*
240                  * Either the page has been freed, or will be freed.
241                  * In either case, retry here and the caller should
242                  * do the right thing (see comments above).
243                  */
244                 return 0;
245         }
246 #endif
247         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
248
249         return 1;
250 }
251
252 static inline int page_cache_get_speculative(struct page *page)
253 {
254         return __page_cache_add_speculative(page, 1);
255 }
256
257 static inline int page_cache_add_speculative(struct page *page, int count)
258 {
259         return __page_cache_add_speculative(page, count);
260 }
261
262 /**
263  * attach_page_private - Attach private data to a page.
264  * @page: Page to attach data to.
265  * @data: Data to attach to page.
266  *
267  * Attaching private data to a page increments the page's reference count.
268  * The data must be detached before the page will be freed.
269  */
270 static inline void attach_page_private(struct page *page, void *data)
271 {
272         get_page(page);
273         set_page_private(page, (unsigned long)data);
274         SetPagePrivate(page);
275 }
276
277 /**
278  * detach_page_private - Detach private data from a page.
279  * @page: Page to detach data from.
280  *
281  * Removes the data that was previously attached to the page and decrements
282  * the refcount on the page.
283  *
284  * Return: Data that was attached to the page.
285  */
286 static inline void *detach_page_private(struct page *page)
287 {
288         void *data = (void *)page_private(page);
289
290         if (!PagePrivate(page))
291                 return NULL;
292         ClearPagePrivate(page);
293         set_page_private(page, 0);
294         put_page(page);
295
296         return data;
297 }
298
299 #ifdef CONFIG_NUMA
300 extern struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp);
301 #else
302 static inline struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp)
303 {
304         return alloc_pages(gfp, 0);
305 }
306 #endif
307
308 static inline struct page *page_cache_alloc(struct address_space *x)
309 {
310         return __page_cache_alloc(mapping_gfp_mask(x));
311 }
312
313 static inline gfp_t readahead_gfp_mask(struct address_space *x)
314 {
315         return mapping_gfp_mask(x) | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
316 }
317
318 typedef int filler_t(void *, struct page *);
319
320 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
321                              pgoff_t index, unsigned long max_scan);
322 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
323                              pgoff_t index, unsigned long max_scan);
324
325 #define FGP_ACCESSED            0x00000001
326 #define FGP_LOCK                0x00000002
327 #define FGP_CREAT               0x00000004
328 #define FGP_WRITE               0x00000008
329 #define FGP_NOFS                0x00000010
330 #define FGP_NOWAIT              0x00000020
331 #define FGP_FOR_MMAP            0x00000040
332 #define FGP_HEAD                0x00000080
333 #define FGP_ENTRY               0x00000100
334
335 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t offset,
336                 int fgp_flags, gfp_t cache_gfp_mask);
337
338 /**
339  * find_get_page - find and get a page reference
340  * @mapping: the address_space to search
341  * @offset: the page index
342  *
343  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
344  * page cache page, it is returned with an increased refcount.
345  *
346  * Otherwise, %NULL is returned.
347  */
348 static inline struct page *find_get_page(struct address_space *mapping,
349                                         pgoff_t offset)
350 {
351         return pagecache_get_page(mapping, offset, 0, 0);
352 }
353
354 static inline struct page *find_get_page_flags(struct address_space *mapping,
355                                         pgoff_t offset, int fgp_flags)
356 {
357         return pagecache_get_page(mapping, offset, fgp_flags, 0);
358 }
359
360 /**
361  * find_lock_page - locate, pin and lock a pagecache page
362  * @mapping: the address_space to search
363  * @index: the page index
364  *
365  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If there is a
366  * page cache page, it is returned locked and with an increased
367  * refcount.
368  *
369  * Context: May sleep.
370  * Return: A struct page or %NULL if there is no page in the cache for this
371  * index.
372  */
373 static inline struct page *find_lock_page(struct address_space *mapping,
374                                         pgoff_t index)
375 {
376         return pagecache_get_page(mapping, index, FGP_LOCK, 0);
377 }
378
379 /**
380  * find_lock_head - Locate, pin and lock a pagecache page.
381  * @mapping: The address_space to search.
382  * @index: The page index.
383  *
384  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If there is a
385  * page cache page, its head page is returned locked and with an increased
386  * refcount.
387  *
388  * Context: May sleep.
389  * Return: A struct page which is !PageTail, or %NULL if there is no page
390  * in the cache for this index.
391  */
392 static inline struct page *find_lock_head(struct address_space *mapping,
393                                         pgoff_t index)
394 {
395         return pagecache_get_page(mapping, index, FGP_LOCK | FGP_HEAD, 0);
396 }
397
398 /**
399  * find_or_create_page - locate or add a pagecache page
400  * @mapping: the page's address_space
401  * @index: the page's index into the mapping
402  * @gfp_mask: page allocation mode
403  *
404  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
405  * page cache page, it is returned locked and with an increased
406  * refcount.
407  *
408  * If the page is not present, a new page is allocated using @gfp_mask
409  * and added to the page cache and the VM's LRU list.  The page is
410  * returned locked and with an increased refcount.
411  *
412  * On memory exhaustion, %NULL is returned.
413  *
414  * find_or_create_page() may sleep, even if @gfp_flags specifies an
415  * atomic allocation!
416  */
417 static inline struct page *find_or_create_page(struct address_space *mapping,
418                                         pgoff_t index, gfp_t gfp_mask)
419 {
420         return pagecache_get_page(mapping, index,
421                                         FGP_LOCK|FGP_ACCESSED|FGP_CREAT,
422                                         gfp_mask);
423 }
424
425 /**
426  * grab_cache_page_nowait - returns locked page at given index in given cache
427  * @mapping: target address_space
428  * @index: the page index
429  *
430  * Same as grab_cache_page(), but do not wait if the page is unavailable.
431  * This is intended for speculative data generators, where the data can
432  * be regenerated if the page couldn't be grabbed.  This routine should
433  * be safe to call while holding the lock for another page.
434  *
435  * Clear __GFP_FS when allocating the page to avoid recursion into the fs
436  * and deadlock against the caller's locked page.
437  */
438 static inline struct page *grab_cache_page_nowait(struct address_space *mapping,
439                                 pgoff_t index)
440 {
441         return pagecache_get_page(mapping, index,
442                         FGP_LOCK|FGP_CREAT|FGP_NOFS|FGP_NOWAIT,
443                         mapping_gfp_mask(mapping));
444 }
445
446 /* Does this page contain this index? */
447 static inline bool thp_contains(struct page *head, pgoff_t index)
448 {
449         /* HugeTLBfs indexes the page cache in units of hpage_size */
450         if (PageHuge(head))
451                 return head->index == index;
452         return page_index(head) == (index & ~(thp_nr_pages(head) - 1UL));
453 }
454
455 /*
456  * Given the page we found in the page cache, return the page corresponding
457  * to this index in the file
458  */
459 static inline struct page *find_subpage(struct page *head, pgoff_t index)
460 {
461         /* HugeTLBfs wants the head page regardless */
462         if (PageHuge(head))
463                 return head;
464
465         return head + (index & (thp_nr_pages(head) - 1));
466 }
467
468 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
469                 pgoff_t end, struct pagevec *pvec, pgoff_t *indices);
470 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
471                         pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
472                         struct page **pages);
473 static inline unsigned find_get_pages(struct address_space *mapping,
474                         pgoff_t *start, unsigned int nr_pages,
475                         struct page **pages)
476 {
477         return find_get_pages_range(mapping, start, (pgoff_t)-1, nr_pages,
478                                     pages);
479 }
480 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
481                                unsigned int nr_pages, struct page **pages);
482 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
483                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
484                         struct page **pages);
485 static inline unsigned find_get_pages_tag(struct address_space *mapping,
486                         pgoff_t *index, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
487                         struct page **pages)
488 {
489         return find_get_pages_range_tag(mapping, index, (pgoff_t)-1, tag,
490                                         nr_pages, pages);
491 }
492
493 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
494                         pgoff_t index, unsigned flags);
495
496 /*
497  * Returns locked page at given index in given cache, creating it if needed.
498  */
499 static inline struct page *grab_cache_page(struct address_space *mapping,
500                                                                 pgoff_t index)
501 {
502         return find_or_create_page(mapping, index, mapping_gfp_mask(mapping));
503 }
504
505 extern struct page * read_cache_page(struct address_space *mapping,
506                                 pgoff_t index, filler_t *filler, void *data);
507 extern struct page * read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
508                                 pgoff_t index, gfp_t gfp_mask);
509 extern int read_cache_pages(struct address_space *mapping,
510                 struct list_head *pages, filler_t *filler, void *data);
511
512 static inline struct page *read_mapping_page(struct address_space *mapping,
513                                 pgoff_t index, void *data)
514 {
515         return read_cache_page(mapping, index, NULL, data);
516 }
517
518 /*
519  * Get index of the page within radix-tree (but not for hugetlb pages).
520  * (TODO: remove once hugetlb pages will have ->index in PAGE_SIZE)
521  */
522 static inline pgoff_t page_to_index(struct page *page)
523 {
524         pgoff_t pgoff;
525
526         if (likely(!PageTransTail(page)))
527                 return page->index;
528
529         /*
530          *  We don't initialize ->index for tail pages: calculate based on
531          *  head page
532          */
533         pgoff = compound_head(page)->index;
534         pgoff += page - compound_head(page);
535         return pgoff;
536 }
537
538 extern pgoff_t hugetlb_basepage_index(struct page *page);
539
540 /*
541  * Get the offset in PAGE_SIZE (even for hugetlb pages).
542  * (TODO: hugetlb pages should have ->index in PAGE_SIZE)
543  */
544 static inline pgoff_t page_to_pgoff(struct page *page)
545 {
546         if (unlikely(PageHuge(page)))
547                 return hugetlb_basepage_index(page);
548         return page_to_index(page);
549 }
550
551 /*
552  * Return byte-offset into filesystem object for page.
553  */
554 static inline loff_t page_offset(struct page *page)
555 {
556         return ((loff_t)page->index) << PAGE_SHIFT;
557 }
558
559 static inline loff_t page_file_offset(struct page *page)
560 {
561         return ((loff_t)page_index(page)) << PAGE_SHIFT;
562 }
563
564 extern pgoff_t linear_hugepage_index(struct vm_area_struct *vma,
565                                      unsigned long address);
566
567 static inline pgoff_t linear_page_index(struct vm_area_struct *vma,
568                                         unsigned long address)
569 {
570         pgoff_t pgoff;
571         if (unlikely(is_vm_hugetlb_page(vma)))
572                 return linear_hugepage_index(vma, address);
573         pgoff = (address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
574         pgoff += vma->vm_pgoff;
575         return pgoff;
576 }
577
578 struct wait_page_key {
579         struct page *page;
580         int bit_nr;
581         int page_match;
582 };
583
584 struct wait_page_queue {
585         struct page *page;
586         int bit_nr;
587         wait_queue_entry_t wait;
588 };
589
590 static inline bool wake_page_match(struct wait_page_queue *wait_page,
591                                   struct wait_page_key *key)
592 {
593         if (wait_page->page != key->page)
594                return false;
595         key->page_match = 1;
596
597         if (wait_page->bit_nr != key->bit_nr)
598                 return false;
599
600         return true;
601 }
602
603 extern void __lock_page(struct page *page);
604 extern int __lock_page_killable(struct page *page);
605 extern int __lock_page_async(struct page *page, struct wait_page_queue *wait);
606 extern int __lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
607                                 unsigned int flags);
608 extern void unlock_page(struct page *page);
609
610 /*
611  * Return true if the page was successfully locked
612  */
613 static inline int trylock_page(struct page *page)
614 {
615         page = compound_head(page);
616         return (likely(!test_and_set_bit_lock(PG_locked, &page->flags)));
617 }
618
619 /*
620  * lock_page may only be called if we have the page's inode pinned.
621  */
622 static inline void lock_page(struct page *page)
623 {
624         might_sleep();
625         if (!trylock_page(page))
626                 __lock_page(page);
627 }
628
629 /*
630  * lock_page_killable is like lock_page but can be interrupted by fatal
631  * signals.  It returns 0 if it locked the page and -EINTR if it was
632  * killed while waiting.
633  */
634 static inline int lock_page_killable(struct page *page)
635 {
636         might_sleep();
637         if (!trylock_page(page))
638                 return __lock_page_killable(page);
639         return 0;
640 }
641
642 /*
643  * lock_page_async - Lock the page, unless this would block. If the page
644  * is already locked, then queue a callback when the page becomes unlocked.
645  * This callback can then retry the operation.
646  *
647  * Returns 0 if the page is locked successfully, or -EIOCBQUEUED if the page
648  * was already locked and the callback defined in 'wait' was queued.
649  */
650 static inline int lock_page_async(struct page *page,
651                                   struct wait_page_queue *wait)
652 {
653         if (!trylock_page(page))
654                 return __lock_page_async(page, wait);
655         return 0;
656 }
657
658 /*
659  * lock_page_or_retry - Lock the page, unless this would block and the
660  * caller indicated that it can handle a retry.
661  *
662  * Return value and mmap_lock implications depend on flags; see
663  * __lock_page_or_retry().
664  */
665 static inline int lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
666                                      unsigned int flags)
667 {
668         might_sleep();
669         return trylock_page(page) || __lock_page_or_retry(page, mm, flags);
670 }
671
672 /*
673  * This is exported only for wait_on_page_locked/wait_on_page_writeback, etc.,
674  * and should not be used directly.
675  */
676 extern void wait_on_page_bit(struct page *page, int bit_nr);
677 extern int wait_on_page_bit_killable(struct page *page, int bit_nr);
678
679 /* 
680  * Wait for a page to be unlocked.
681  *
682  * This must be called with the caller "holding" the page,
683  * ie with increased "page->count" so that the page won't
684  * go away during the wait..
685  */
686 static inline void wait_on_page_locked(struct page *page)
687 {
688         if (PageLocked(page))
689                 wait_on_page_bit(compound_head(page), PG_locked);
690 }
691
692 static inline int wait_on_page_locked_killable(struct page *page)
693 {
694         if (!PageLocked(page))
695                 return 0;
696         return wait_on_page_bit_killable(compound_head(page), PG_locked);
697 }
698
699 int put_and_wait_on_page_locked(struct page *page, int state);
700 void wait_on_page_writeback(struct page *page);
701 int wait_on_page_writeback_killable(struct page *page);
702 extern void end_page_writeback(struct page *page);
703 void wait_for_stable_page(struct page *page);
704
705 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err);
706
707 /**
708  * set_page_private_2 - Set PG_private_2 on a page and take a ref
709  * @page: The page.
710  *
711  * Set the PG_private_2 flag on a page and take the reference needed for the VM
712  * to handle its lifetime correctly.  This sets the flag and takes the
713  * reference unconditionally, so care must be taken not to set the flag again
714  * if it's already set.
715  */
716 static inline void set_page_private_2(struct page *page)
717 {
718         page = compound_head(page);
719         get_page(page);
720         SetPagePrivate2(page);
721 }
722
723 void end_page_private_2(struct page *page);
724 void wait_on_page_private_2(struct page *page);
725 int wait_on_page_private_2_killable(struct page *page);
726
727 /*
728  * Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
729  */
730 extern void add_page_wait_queue(struct page *page, wait_queue_entry_t *waiter);
731
732 /*
733  * Fault everything in given userspace address range in.
734  */
735 static inline int fault_in_pages_writeable(char __user *uaddr, int size)
736 {
737         char __user *end = uaddr + size - 1;
738
739         if (unlikely(size == 0))
740                 return 0;
741
742         if (unlikely(uaddr > end))
743                 return -EFAULT;
744         /*
745          * Writing zeroes into userspace here is OK, because we know that if
746          * the zero gets there, we'll be overwriting it.
747          */
748         do {
749                 if (unlikely(__put_user(0, uaddr) != 0))
750                         return -EFAULT;
751                 uaddr += PAGE_SIZE;
752         } while (uaddr <= end);
753
754         /* Check whether the range spilled into the next page. */
755         if (((unsigned long)uaddr & PAGE_MASK) ==
756                         ((unsigned long)end & PAGE_MASK))
757                 return __put_user(0, end);
758
759         return 0;
760 }
761
762 static inline int fault_in_pages_readable(const char __user *uaddr, int size)
763 {
764         volatile char c;
765         const char __user *end = uaddr + size - 1;
766
767         if (unlikely(size == 0))
768                 return 0;
769
770         if (unlikely(uaddr > end))
771                 return -EFAULT;
772
773         do {
774                 if (unlikely(__get_user(c, uaddr) != 0))
775                         return -EFAULT;
776                 uaddr += PAGE_SIZE;
777         } while (uaddr <= end);
778
779         /* Check whether the range spilled into the next page. */
780         if (((unsigned long)uaddr & PAGE_MASK) ==
781                         ((unsigned long)end & PAGE_MASK)) {
782                 return __get_user(c, end);
783         }
784
785         (void)c;
786         return 0;
787 }
788
789 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
790                                 pgoff_t index, gfp_t gfp_mask);
791 int add_to_page_cache_lru(struct page *page, struct address_space *mapping,
792                                 pgoff_t index, gfp_t gfp_mask);
793 extern void delete_from_page_cache(struct page *page);
794 extern void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow);
795 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new);
796 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
797                                   struct pagevec *pvec);
798 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *, loff_t start, loff_t end,
799                 int whence);
800
801 /*
802  * Like add_to_page_cache_locked, but used to add newly allocated pages:
803  * the page is new, so we can just run __SetPageLocked() against it.
804  */
805 static inline int add_to_page_cache(struct page *page,
806                 struct address_space *mapping, pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
807 {
808         int error;
809
810         __SetPageLocked(page);
811         error = add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset, gfp_mask);
812         if (unlikely(error))
813                 __ClearPageLocked(page);
814         return error;
815 }
816
817 /**
818  * struct readahead_control - Describes a readahead request.
819  *
820  * A readahead request is for consecutive pages.  Filesystems which
821  * implement the ->readahead method should call readahead_page() or
822  * readahead_page_batch() in a loop and attempt to start I/O against
823  * each page in the request.
824  *
825  * Most of the fields in this struct are private and should be accessed
826  * by the functions below.
827  *
828  * @file: The file, used primarily by network filesystems for authentication.
829  *        May be NULL if invoked internally by the filesystem.
830  * @mapping: Readahead this filesystem object.
831  * @ra: File readahead state.  May be NULL.
832  */
833 struct readahead_control {
834         struct file *file;
835         struct address_space *mapping;
836         struct file_ra_state *ra;
837 /* private: use the readahead_* accessors instead */
838         pgoff_t _index;
839         unsigned int _nr_pages;
840         unsigned int _batch_count;
841 };
842
843 #define DEFINE_READAHEAD(ractl, f, r, m, i)                             \
844         struct readahead_control ractl = {                              \
845                 .file = f,                                              \
846                 .mapping = m,                                           \
847                 .ra = r,                                                \
848                 ._index = i,                                            \
849         }
850
851 #define VM_READAHEAD_PAGES      (SZ_128K / PAGE_SIZE)
852
853 void page_cache_ra_unbounded(struct readahead_control *,
854                 unsigned long nr_to_read, unsigned long lookahead_count);
855 void page_cache_sync_ra(struct readahead_control *, unsigned long req_count);
856 void page_cache_async_ra(struct readahead_control *, struct page *,
857                 unsigned long req_count);
858 void readahead_expand(struct readahead_control *ractl,
859                       loff_t new_start, size_t new_len);
860
861 /**
862  * page_cache_sync_readahead - generic file readahead
863  * @mapping: address_space which holds the pagecache and I/O vectors
864  * @ra: file_ra_state which holds the readahead state
865  * @file: Used by the filesystem for authentication.
866  * @index: Index of first page to be read.
867  * @req_count: Total number of pages being read by the caller.
868  *
869  * page_cache_sync_readahead() should be called when a cache miss happened:
870  * it will submit the read.  The readahead logic may decide to piggyback more
871  * pages onto the read request if access patterns suggest it will improve
872  * performance.
873  */
874 static inline
875 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
876                 struct file_ra_state *ra, struct file *file, pgoff_t index,
877                 unsigned long req_count)
878 {
879         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, index);
880         page_cache_sync_ra(&ractl, req_count);
881 }
882
883 /**
884  * page_cache_async_readahead - file readahead for marked pages
885  * @mapping: address_space which holds the pagecache and I/O vectors
886  * @ra: file_ra_state which holds the readahead state
887  * @file: Used by the filesystem for authentication.
888  * @page: The page at @index which triggered the readahead call.
889  * @index: Index of first page to be read.
890  * @req_count: Total number of pages being read by the caller.
891  *
892  * page_cache_async_readahead() should be called when a page is used which
893  * is marked as PageReadahead; this is a marker to suggest that the application
894  * has used up enough of the readahead window that we should start pulling in
895  * more pages.
896  */
897 static inline
898 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
899                 struct file_ra_state *ra, struct file *file,
900                 struct page *page, pgoff_t index, unsigned long req_count)
901 {
902         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, index);
903         page_cache_async_ra(&ractl, page, req_count);
904 }
905
906 /**
907  * readahead_page - Get the next page to read.
908  * @rac: The current readahead request.
909  *
910  * Context: The page is locked and has an elevated refcount.  The caller
911  * should decreases the refcount once the page has been submitted for I/O
912  * and unlock the page once all I/O to that page has completed.
913  * Return: A pointer to the next page, or %NULL if we are done.
914  */
915 static inline struct page *readahead_page(struct readahead_control *rac)
916 {
917         struct page *page;
918
919         BUG_ON(rac->_batch_count > rac->_nr_pages);
920         rac->_nr_pages -= rac->_batch_count;
921         rac->_index += rac->_batch_count;
922
923         if (!rac->_nr_pages) {
924                 rac->_batch_count = 0;
925                 return NULL;
926         }
927
928         page = xa_load(&rac->mapping->i_pages, rac->_index);
929         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
930         rac->_batch_count = thp_nr_pages(page);
931
932         return page;
933 }
934
935 static inline unsigned int __readahead_batch(struct readahead_control *rac,
936                 struct page **array, unsigned int array_sz)
937 {
938         unsigned int i = 0;
939         XA_STATE(xas, &rac->mapping->i_pages, 0);
940         struct page *page;
941
942         BUG_ON(rac->_batch_count > rac->_nr_pages);
943         rac->_nr_pages -= rac->_batch_count;
944         rac->_index += rac->_batch_count;
945         rac->_batch_count = 0;
946
947         xas_set(&xas, rac->_index);
948         rcu_read_lock();
949         xas_for_each(&xas, page, rac->_index + rac->_nr_pages - 1) {
950                 if (xas_retry(&xas, page))
951                         continue;
952                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
953                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
954                 array[i++] = page;
955                 rac->_batch_count += thp_nr_pages(page);
956
957                 /*
958                  * The page cache isn't using multi-index entries yet,
959                  * so the xas cursor needs to be manually moved to the
960                  * next index.  This can be removed once the page cache
961                  * is converted.
962                  */
963                 if (PageHead(page))
964                         xas_set(&xas, rac->_index + rac->_batch_count);
965
966                 if (i == array_sz)
967                         break;
968         }
969         rcu_read_unlock();
970
971         return i;
972 }
973
974 /**
975  * readahead_page_batch - Get a batch of pages to read.
976  * @rac: The current readahead request.
977  * @array: An array of pointers to struct page.
978  *
979  * Context: The pages are locked and have an elevated refcount.  The caller
980  * should decreases the refcount once the page has been submitted for I/O
981  * and unlock the page once all I/O to that page has completed.
982  * Return: The number of pages placed in the array.  0 indicates the request
983  * is complete.
984  */
985 #define readahead_page_batch(rac, array)                                \
986         __readahead_batch(rac, array, ARRAY_SIZE(array))
987
988 /**
989  * readahead_pos - The byte offset into the file of this readahead request.
990  * @rac: The readahead request.
991  */
992 static inline loff_t readahead_pos(struct readahead_control *rac)
993 {
994         return (loff_t)rac->_index * PAGE_SIZE;
995 }
996
997 /**
998  * readahead_length - The number of bytes in this readahead request.
999  * @rac: The readahead request.
1000  */
1001 static inline size_t readahead_length(struct readahead_control *rac)
1002 {
1003         return rac->_nr_pages * PAGE_SIZE;
1004 }
1005
1006 /**
1007  * readahead_index - The index of the first page in this readahead request.
1008  * @rac: The readahead request.
1009  */
1010 static inline pgoff_t readahead_index(struct readahead_control *rac)
1011 {
1012         return rac->_index;
1013 }
1014
1015 /**
1016  * readahead_count - The number of pages in this readahead request.
1017  * @rac: The readahead request.
1018  */
1019 static inline unsigned int readahead_count(struct readahead_control *rac)
1020 {
1021         return rac->_nr_pages;
1022 }
1023
1024 /**
1025  * readahead_batch_length - The number of bytes in the current batch.
1026  * @rac: The readahead request.
1027  */
1028 static inline size_t readahead_batch_length(struct readahead_control *rac)
1029 {
1030         return rac->_batch_count * PAGE_SIZE;
1031 }
1032
1033 static inline unsigned long dir_pages(struct inode *inode)
1034 {
1035         return (unsigned long)(inode->i_size + PAGE_SIZE - 1) >>
1036                                PAGE_SHIFT;
1037 }
1038
1039 /**
1040  * page_mkwrite_check_truncate - check if page was truncated
1041  * @page: the page to check
1042  * @inode: the inode to check the page against
1043  *
1044  * Returns the number of bytes in the page up to EOF,
1045  * or -EFAULT if the page was truncated.
1046  */
1047 static inline int page_mkwrite_check_truncate(struct page *page,
1048                                               struct inode *inode)
1049 {
1050         loff_t size = i_size_read(inode);
1051         pgoff_t index = size >> PAGE_SHIFT;
1052         int offset = offset_in_page(size);
1053
1054         if (page->mapping != inode->i_mapping)
1055                 return -EFAULT;
1056
1057         /* page is wholly inside EOF */
1058         if (page->index < index)
1059                 return PAGE_SIZE;
1060         /* page is wholly past EOF */
1061         if (page->index > index || !offset)
1062                 return -EFAULT;
1063         /* page is partially inside EOF */
1064         return offset;
1065 }
1066
1067 /**
1068  * i_blocks_per_page - How many blocks fit in this page.
1069  * @inode: The inode which contains the blocks.
1070  * @page: The page (head page if the page is a THP).
1071  *
1072  * If the block size is larger than the size of this page, return zero.
1073  *
1074  * Context: The caller should hold a refcount on the page to prevent it
1075  * from being split.
1076  * Return: The number of filesystem blocks covered by this page.
1077  */
1078 static inline
1079 unsigned int i_blocks_per_page(struct inode *inode, struct page *page)
1080 {
1081         return thp_size(page) >> inode->i_blkbits;
1082 }
1083 #endif /* _LINUX_PAGEMAP_H */