mm/migrate: Add filemap_migrate_folio()
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / filemap.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *      linux/mm/filemap.c
4  *
5  * Copyright (C) 1994-1999  Linus Torvalds
6  */
7
8 /*
9  * This file handles the generic file mmap semantics used by
10  * most "normal" filesystems (but you don't /have/ to use this:
11  * the NFS filesystem used to do this differently, for example)
12  */
13 #include <linux/export.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/dax.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/sched/signal.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/capability.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/gfp.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/swapops.h>
25 #include <linux/mman.h>
26 #include <linux/pagemap.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/error-injection.h>
30 #include <linux/hash.h>
31 #include <linux/writeback.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/pagevec.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/shmem_fs.h>
39 #include <linux/rmap.h>
40 #include <linux/delayacct.h>
41 #include <linux/psi.h>
42 #include <linux/ramfs.h>
43 #include <linux/page_idle.h>
44 #include <linux/migrate.h>
45 #include <asm/pgalloc.h>
46 #include <asm/tlbflush.h>
47 #include "internal.h"
48
49 #define CREATE_TRACE_POINTS
50 #include <trace/events/filemap.h>
51
52 /*
53  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
54  */
55 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
56
57 #include <asm/mman.h>
58
59 /*
60  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
61  * though.
62  *
63  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
64  *
65  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
66  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
67  *
68  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
69  */
70
71 /*
72  * Lock ordering:
73  *
74  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
75  *    ->private_lock            (__free_pte->block_dirty_folio)
76  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
77  *        ->i_pages lock
78  *
79  *  ->i_rwsem
80  *    ->invalidate_lock         (acquired by fs in truncate path)
81  *      ->i_mmap_rwsem          (truncate->unmap_mapping_range)
82  *
83  *  ->mmap_lock
84  *    ->i_mmap_rwsem
85  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
86  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
87  *
88  *  ->mmap_lock
89  *    ->invalidate_lock         (filemap_fault)
90  *      ->lock_page             (filemap_fault, access_process_vm)
91  *
92  *  ->i_rwsem                   (generic_perform_write)
93  *    ->mmap_lock               (fault_in_readable->do_page_fault)
94  *
95  *  bdi->wb.list_lock
96  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
97  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
98  *
99  *  ->i_mmap_rwsem
100  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
101  *
102  *  ->anon_vma.lock
103  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
104  *
105  *  ->page_table_lock or pte_lock
106  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
107  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
108  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
109  *    ->lruvec->lru_lock        (follow_page->mark_page_accessed)
110  *    ->lruvec->lru_lock        (check_pte_range->isolate_lru_page)
111  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
112  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
113  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
114  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
115  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
116  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
117  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
118  *    ->private_lock            (zap_pte_range->block_dirty_folio)
119  *
120  * ->i_mmap_rwsem
121  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
122  */
123
124 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
125                                    struct folio *folio, void *shadow)
126 {
127         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio->index);
128         long nr = 1;
129
130         mapping_set_update(&xas, mapping);
131
132         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
133         if (!folio_test_hugetlb(folio)) {
134                 xas_set_order(&xas, folio->index, folio_order(folio));
135                 nr = folio_nr_pages(folio);
136         }
137
138         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
139
140         xas_store(&xas, shadow);
141         xas_init_marks(&xas);
142
143         folio->mapping = NULL;
144         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
145         mapping->nrpages -= nr;
146 }
147
148 static void filemap_unaccount_folio(struct address_space *mapping,
149                 struct folio *folio)
150 {
151         long nr;
152
153         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_mapped(folio), folio);
154         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(folio_mapped(folio))) {
155                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
156                          current->comm, folio_pfn(folio));
157                 dump_page(&folio->page, "still mapped when deleted");
158                 dump_stack();
159                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
160
161                 if (mapping_exiting(mapping) && !folio_test_large(folio)) {
162                         int mapcount = page_mapcount(&folio->page);
163
164                         if (folio_ref_count(folio) >= mapcount + 2) {
165                                 /*
166                                  * All vmas have already been torn down, so it's
167                                  * a good bet that actually the page is unmapped
168                                  * and we'd rather not leak it: if we're wrong,
169                                  * another bad page check should catch it later.
170                                  */
171                                 page_mapcount_reset(&folio->page);
172                                 folio_ref_sub(folio, mapcount);
173                         }
174                 }
175         }
176
177         /* hugetlb folios do not participate in page cache accounting. */
178         if (folio_test_hugetlb(folio))
179                 return;
180
181         nr = folio_nr_pages(folio);
182
183         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_PAGES, -nr);
184         if (folio_test_swapbacked(folio)) {
185                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SHMEM, -nr);
186                 if (folio_test_pmd_mappable(folio))
187                         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SHMEM_THPS, -nr);
188         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
189                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_THPS, -nr);
190                 filemap_nr_thps_dec(mapping);
191         }
192
193         /*
194          * At this point folio must be either written or cleaned by
195          * truncate.  Dirty folio here signals a bug and loss of
196          * unwritten data - on ordinary filesystems.
197          *
198          * But it's harmless on in-memory filesystems like tmpfs; and can
199          * occur when a driver which did get_user_pages() sets page dirty
200          * before putting it, while the inode is being finally evicted.
201          *
202          * Below fixes dirty accounting after removing the folio entirely
203          * but leaves the dirty flag set: it has no effect for truncated
204          * folio and anyway will be cleared before returning folio to
205          * buddy allocator.
206          */
207         if (WARN_ON_ONCE(folio_test_dirty(folio) &&
208                          mapping_can_writeback(mapping)))
209                 folio_account_cleaned(folio, inode_to_wb(mapping->host));
210 }
211
212 /*
213  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
214  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
215  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
216  */
217 void __filemap_remove_folio(struct folio *folio, void *shadow)
218 {
219         struct address_space *mapping = folio->mapping;
220
221         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(folio);
222         filemap_unaccount_folio(mapping, folio);
223         page_cache_delete(mapping, folio, shadow);
224 }
225
226 void filemap_free_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
227 {
228         void (*free_folio)(struct folio *);
229         int refs = 1;
230
231         free_folio = mapping->a_ops->free_folio;
232         if (free_folio)
233                 free_folio(folio);
234
235         if (folio_test_large(folio) && !folio_test_hugetlb(folio))
236                 refs = folio_nr_pages(folio);
237         folio_put_refs(folio, refs);
238 }
239
240 /**
241  * filemap_remove_folio - Remove folio from page cache.
242  * @folio: The folio.
243  *
244  * This must be called only on folios that are locked and have been
245  * verified to be in the page cache.  It will never put the folio into
246  * the free list because the caller has a reference on the page.
247  */
248 void filemap_remove_folio(struct folio *folio)
249 {
250         struct address_space *mapping = folio->mapping;
251
252         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
253         spin_lock(&mapping->host->i_lock);
254         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
255         __filemap_remove_folio(folio, NULL);
256         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
257         if (mapping_shrinkable(mapping))
258                 inode_add_lru(mapping->host);
259         spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
260
261         filemap_free_folio(mapping, folio);
262 }
263
264 /*
265  * page_cache_delete_batch - delete several folios from page cache
266  * @mapping: the mapping to which folios belong
267  * @fbatch: batch of folios to delete
268  *
269  * The function walks over mapping->i_pages and removes folios passed in
270  * @fbatch from the mapping. The function expects @fbatch to be sorted
271  * by page index and is optimised for it to be dense.
272  * It tolerates holes in @fbatch (mapping entries at those indices are not
273  * modified).
274  *
275  * The function expects the i_pages lock to be held.
276  */
277 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
278                              struct folio_batch *fbatch)
279 {
280         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, fbatch->folios[0]->index);
281         long total_pages = 0;
282         int i = 0;
283         struct folio *folio;
284
285         mapping_set_update(&xas, mapping);
286         xas_for_each(&xas, folio, ULONG_MAX) {
287                 if (i >= folio_batch_count(fbatch))
288                         break;
289
290                 /* A swap/dax/shadow entry got inserted? Skip it. */
291                 if (xa_is_value(folio))
292                         continue;
293                 /*
294                  * A page got inserted in our range? Skip it. We have our
295                  * pages locked so they are protected from being removed.
296                  * If we see a page whose index is higher than ours, it
297                  * means our page has been removed, which shouldn't be
298                  * possible because we're holding the PageLock.
299                  */
300                 if (folio != fbatch->folios[i]) {
301                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio->index >
302                                         fbatch->folios[i]->index, folio);
303                         continue;
304                 }
305
306                 WARN_ON_ONCE(!folio_test_locked(folio));
307
308                 folio->mapping = NULL;
309                 /* Leave folio->index set: truncation lookup relies on it */
310
311                 i++;
312                 xas_store(&xas, NULL);
313                 total_pages += folio_nr_pages(folio);
314         }
315         mapping->nrpages -= total_pages;
316 }
317
318 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
319                                   struct folio_batch *fbatch)
320 {
321         int i;
322
323         if (!folio_batch_count(fbatch))
324                 return;
325
326         spin_lock(&mapping->host->i_lock);
327         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
328         for (i = 0; i < folio_batch_count(fbatch); i++) {
329                 struct folio *folio = fbatch->folios[i];
330
331                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(folio);
332                 filemap_unaccount_folio(mapping, folio);
333         }
334         page_cache_delete_batch(mapping, fbatch);
335         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
336         if (mapping_shrinkable(mapping))
337                 inode_add_lru(mapping->host);
338         spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
339
340         for (i = 0; i < folio_batch_count(fbatch); i++)
341                 filemap_free_folio(mapping, fbatch->folios[i]);
342 }
343
344 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
345 {
346         int ret = 0;
347         /* Check for outstanding write errors */
348         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
349             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
350                 ret = -ENOSPC;
351         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
352             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
353                 ret = -EIO;
354         return ret;
355 }
356 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
357
358 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
359 {
360         /* Check for outstanding write errors */
361         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
362                 return -EIO;
363         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
364                 return -ENOSPC;
365         return 0;
366 }
367
368 /**
369  * filemap_fdatawrite_wbc - start writeback on mapping dirty pages in range
370  * @mapping:    address space structure to write
371  * @wbc:        the writeback_control controlling the writeout
372  *
373  * Call writepages on the mapping using the provided wbc to control the
374  * writeout.
375  *
376  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
377  */
378 int filemap_fdatawrite_wbc(struct address_space *mapping,
379                            struct writeback_control *wbc)
380 {
381         int ret;
382
383         if (!mapping_can_writeback(mapping) ||
384             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
385                 return 0;
386
387         wbc_attach_fdatawrite_inode(wbc, mapping->host);
388         ret = do_writepages(mapping, wbc);
389         wbc_detach_inode(wbc);
390         return ret;
391 }
392 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_wbc);
393
394 /**
395  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
396  * @mapping:    address space structure to write
397  * @start:      offset in bytes where the range starts
398  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
399  * @sync_mode:  enable synchronous operation
400  *
401  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
402  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
403  *
404  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
405  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
406  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
407  * be waited upon, and not just skipped over.
408  *
409  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
410  */
411 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
412                                 loff_t end, int sync_mode)
413 {
414         struct writeback_control wbc = {
415                 .sync_mode = sync_mode,
416                 .nr_to_write = LONG_MAX,
417                 .range_start = start,
418                 .range_end = end,
419         };
420
421         return filemap_fdatawrite_wbc(mapping, &wbc);
422 }
423
424 static inline int __filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping,
425         int sync_mode)
426 {
427         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, 0, LLONG_MAX, sync_mode);
428 }
429
430 int filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping)
431 {
432         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_ALL);
433 }
434 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite);
435
436 int filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
437                                 loff_t end)
438 {
439         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end, WB_SYNC_ALL);
440 }
441 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_range);
442
443 /**
444  * filemap_flush - mostly a non-blocking flush
445  * @mapping:    target address_space
446  *
447  * This is a mostly non-blocking flush.  Not suitable for data-integrity
448  * purposes - I/O may not be started against all dirty pages.
449  *
450  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
451  */
452 int filemap_flush(struct address_space *mapping)
453 {
454         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_NONE);
455 }
456 EXPORT_SYMBOL(filemap_flush);
457
458 /**
459  * filemap_range_has_page - check if a page exists in range.
460  * @mapping:           address space within which to check
461  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
462  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
463  *
464  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
465  * direct writing in this range will trigger a writeback.
466  *
467  * Return: %true if at least one page exists in the specified range,
468  * %false otherwise.
469  */
470 bool filemap_range_has_page(struct address_space *mapping,
471                            loff_t start_byte, loff_t end_byte)
472 {
473         struct page *page;
474         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
475         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
476
477         if (end_byte < start_byte)
478                 return false;
479
480         rcu_read_lock();
481         for (;;) {
482                 page = xas_find(&xas, max);
483                 if (xas_retry(&xas, page))
484                         continue;
485                 /* Shadow entries don't count */
486                 if (xa_is_value(page))
487                         continue;
488                 /*
489                  * We don't need to try to pin this page; we're about to
490                  * release the RCU lock anyway.  It is enough to know that
491                  * there was a page here recently.
492                  */
493                 break;
494         }
495         rcu_read_unlock();
496
497         return page != NULL;
498 }
499 EXPORT_SYMBOL(filemap_range_has_page);
500
501 static void __filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping,
502                                      loff_t start_byte, loff_t end_byte)
503 {
504         pgoff_t index = start_byte >> PAGE_SHIFT;
505         pgoff_t end = end_byte >> PAGE_SHIFT;
506         struct pagevec pvec;
507         int nr_pages;
508
509         if (end_byte < start_byte)
510                 return;
511
512         pagevec_init(&pvec);
513         while (index <= end) {
514                 unsigned i;
515
516                 nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index,
517                                 end, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
518                 if (!nr_pages)
519                         break;
520
521                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
522                         struct page *page = pvec.pages[i];
523
524                         wait_on_page_writeback(page);
525                         ClearPageError(page);
526                 }
527                 pagevec_release(&pvec);
528                 cond_resched();
529         }
530 }
531
532 /**
533  * filemap_fdatawait_range - wait for writeback to complete
534  * @mapping:            address space structure to wait for
535  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
536  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
537  *
538  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
539  * in the given range and wait for all of them.  Check error status of
540  * the address space and return it.
541  *
542  * Since the error status of the address space is cleared by this function,
543  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
544  * reporting the error.
545  *
546  * Return: error status of the address space.
547  */
548 int filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping, loff_t start_byte,
549                             loff_t end_byte)
550 {
551         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
552         return filemap_check_errors(mapping);
553 }
554 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range);
555
556 /**
557  * filemap_fdatawait_range_keep_errors - wait for writeback to complete
558  * @mapping:            address space structure to wait for
559  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
560  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
561  *
562  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space in the
563  * given range and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait_range(),
564  * this function does not clear error status of the address space.
565  *
566  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
567  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
568  * fsfreeze(8)
569  */
570 int filemap_fdatawait_range_keep_errors(struct address_space *mapping,
571                 loff_t start_byte, loff_t end_byte)
572 {
573         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
574         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range_keep_errors);
577
578 /**
579  * file_fdatawait_range - wait for writeback to complete
580  * @file:               file pointing to address space structure to wait for
581  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
582  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
583  *
584  * Walk the list of under-writeback pages of the address space that file
585  * refers to, in the given range and wait for all of them.  Check error
586  * status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor and return it.
587  *
588  * Since the error status of the file is advanced by this function,
589  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
590  * reporting the error.
591  *
592  * Return: error status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor.
593  */
594 int file_fdatawait_range(struct file *file, loff_t start_byte, loff_t end_byte)
595 {
596         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
597
598         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
599         return file_check_and_advance_wb_err(file);
600 }
601 EXPORT_SYMBOL(file_fdatawait_range);
602
603 /**
604  * filemap_fdatawait_keep_errors - wait for writeback without clearing errors
605  * @mapping: address space structure to wait for
606  *
607  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
608  * and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait(), this function
609  * does not clear error status of the address space.
610  *
611  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
612  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
613  * fsfreeze(8)
614  *
615  * Return: error status of the address space.
616  */
617 int filemap_fdatawait_keep_errors(struct address_space *mapping)
618 {
619         __filemap_fdatawait_range(mapping, 0, LLONG_MAX);
620         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
621 }
622 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_keep_errors);
623
624 /* Returns true if writeback might be needed or already in progress. */
625 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
626 {
627         return mapping->nrpages;
628 }
629
630 bool filemap_range_has_writeback(struct address_space *mapping,
631                                  loff_t start_byte, loff_t end_byte)
632 {
633         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
634         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
635         struct page *page;
636
637         if (end_byte < start_byte)
638                 return false;
639
640         rcu_read_lock();
641         xas_for_each(&xas, page, max) {
642                 if (xas_retry(&xas, page))
643                         continue;
644                 if (xa_is_value(page))
645                         continue;
646                 if (PageDirty(page) || PageLocked(page) || PageWriteback(page))
647                         break;
648         }
649         rcu_read_unlock();
650         return page != NULL;
651 }
652 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_range_has_writeback);
653
654 /**
655  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
656  * @mapping:    the address_space for the pages
657  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
658  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
659  *
660  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
661  *
662  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
663  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
664  *
665  * Return: error status of the address space.
666  */
667 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
668                                  loff_t lstart, loff_t lend)
669 {
670         int err = 0;
671
672         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
673                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
674                                                  WB_SYNC_ALL);
675                 /*
676                  * Even if the above returned error, the pages may be
677                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
678                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
679                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
680                  */
681                 if (err != -EIO) {
682                         int err2 = filemap_fdatawait_range(mapping,
683                                                 lstart, lend);
684                         if (!err)
685                                 err = err2;
686                 } else {
687                         /* Clear any previously stored errors */
688                         filemap_check_errors(mapping);
689                 }
690         } else {
691                 err = filemap_check_errors(mapping);
692         }
693         return err;
694 }
695 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
696
697 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
698 {
699         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
700
701         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
702 }
703 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
704
705 /**
706  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
707  *                                 and advance wb_err to current one
708  * @file: struct file on which the error is being reported
709  *
710  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
711  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
712  * since the file was opened if there haven't been any).
713  *
714  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
715  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
716  *
717  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
718  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
719  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
720  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
721  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
722  *
723  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
724  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
725  * the latest value swapped in for this file descriptor.
726  *
727  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
728  */
729 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
730 {
731         int err = 0;
732         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
733         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
734
735         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
736         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
737                 /* Something changed, must use slow path */
738                 spin_lock(&file->f_lock);
739                 old = file->f_wb_err;
740                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
741                                                 &file->f_wb_err);
742                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
743                 spin_unlock(&file->f_lock);
744         }
745
746         /*
747          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
748          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
749          * that the legacy code would have had on these flags.
750          */
751         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
752         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
753         return err;
754 }
755 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
756
757 /**
758  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
759  * @file:       file pointing to address_space with pages
760  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
761  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
762  *
763  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
764  *
765  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
766  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
767  *
768  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
769  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
770  *
771  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
772  */
773 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
774 {
775         int err = 0, err2;
776         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
777
778         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
779                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
780                                                  WB_SYNC_ALL);
781                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
782                 if (err != -EIO)
783                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
784         }
785         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
786         if (!err)
787                 err = err2;
788         return err;
789 }
790 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
791
792 /**
793  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
794  * @old:        page to be replaced
795  * @new:        page to replace with
796  *
797  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
798  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
799  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
800  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
801  * caller must do that.
802  *
803  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
804  */
805 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new)
806 {
807         struct folio *fold = page_folio(old);
808         struct folio *fnew = page_folio(new);
809         struct address_space *mapping = old->mapping;
810         void (*free_folio)(struct folio *) = mapping->a_ops->free_folio;
811         pgoff_t offset = old->index;
812         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
813
814         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(old), old);
815         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(new), new);
816         VM_BUG_ON_PAGE(new->mapping, new);
817
818         get_page(new);
819         new->mapping = mapping;
820         new->index = offset;
821
822         mem_cgroup_migrate(fold, fnew);
823
824         xas_lock_irq(&xas);
825         xas_store(&xas, new);
826
827         old->mapping = NULL;
828         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
829         if (!PageHuge(old))
830                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_FILE_PAGES);
831         if (!PageHuge(new))
832                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
833         if (PageSwapBacked(old))
834                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_SHMEM);
835         if (PageSwapBacked(new))
836                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_SHMEM);
837         xas_unlock_irq(&xas);
838         if (free_folio)
839                 free_folio(fold);
840         folio_put(fold);
841 }
842 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
843
844 noinline int __filemap_add_folio(struct address_space *mapping,
845                 struct folio *folio, pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp)
846 {
847         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
848         int huge = folio_test_hugetlb(folio);
849         bool charged = false;
850         long nr = 1;
851
852         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
853         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_swapbacked(folio), folio);
854         mapping_set_update(&xas, mapping);
855
856         if (!huge) {
857                 int error = mem_cgroup_charge(folio, NULL, gfp);
858                 VM_BUG_ON_FOLIO(index & (folio_nr_pages(folio) - 1), folio);
859                 if (error)
860                         return error;
861                 charged = true;
862                 xas_set_order(&xas, index, folio_order(folio));
863                 nr = folio_nr_pages(folio);
864         }
865
866         gfp &= GFP_RECLAIM_MASK;
867         folio_ref_add(folio, nr);
868         folio->mapping = mapping;
869         folio->index = xas.xa_index;
870
871         do {
872                 unsigned int order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
873                 void *entry, *old = NULL;
874
875                 if (order > folio_order(folio))
876                         xas_split_alloc(&xas, xa_load(xas.xa, xas.xa_index),
877                                         order, gfp);
878                 xas_lock_irq(&xas);
879                 xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
880                         old = entry;
881                         if (!xa_is_value(entry)) {
882                                 xas_set_err(&xas, -EEXIST);
883                                 goto unlock;
884                         }
885                 }
886
887                 if (old) {
888                         if (shadowp)
889                                 *shadowp = old;
890                         /* entry may have been split before we acquired lock */
891                         order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
892                         if (order > folio_order(folio)) {
893                                 /* How to handle large swap entries? */
894                                 BUG_ON(shmem_mapping(mapping));
895                                 xas_split(&xas, old, order);
896                                 xas_reset(&xas);
897                         }
898                 }
899
900                 xas_store(&xas, folio);
901                 if (xas_error(&xas))
902                         goto unlock;
903
904                 mapping->nrpages += nr;
905
906                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
907                 if (!huge) {
908                         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_PAGES, nr);
909                         if (folio_test_pmd_mappable(folio))
910                                 __lruvec_stat_mod_folio(folio,
911                                                 NR_FILE_THPS, nr);
912                 }
913 unlock:
914                 xas_unlock_irq(&xas);
915         } while (xas_nomem(&xas, gfp));
916
917         if (xas_error(&xas))
918                 goto error;
919
920         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(folio);
921         return 0;
922 error:
923         if (charged)
924                 mem_cgroup_uncharge(folio);
925         folio->mapping = NULL;
926         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
927         folio_put_refs(folio, nr);
928         return xas_error(&xas);
929 }
930 ALLOW_ERROR_INJECTION(__filemap_add_folio, ERRNO);
931
932 int filemap_add_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
933                                 pgoff_t index, gfp_t gfp)
934 {
935         void *shadow = NULL;
936         int ret;
937
938         __folio_set_locked(folio);
939         ret = __filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp, &shadow);
940         if (unlikely(ret))
941                 __folio_clear_locked(folio);
942         else {
943                 /*
944                  * The folio might have been evicted from cache only
945                  * recently, in which case it should be activated like
946                  * any other repeatedly accessed folio.
947                  * The exception is folios getting rewritten; evicting other
948                  * data from the working set, only to cache data that will
949                  * get overwritten with something else, is a waste of memory.
950                  */
951                 WARN_ON_ONCE(folio_test_active(folio));
952                 if (!(gfp & __GFP_WRITE) && shadow)
953                         workingset_refault(folio, shadow);
954                 folio_add_lru(folio);
955         }
956         return ret;
957 }
958 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_add_folio);
959
960 #ifdef CONFIG_NUMA
961 struct folio *filemap_alloc_folio(gfp_t gfp, unsigned int order)
962 {
963         int n;
964         struct folio *folio;
965
966         if (cpuset_do_page_mem_spread()) {
967                 unsigned int cpuset_mems_cookie;
968                 do {
969                         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
970                         n = cpuset_mem_spread_node();
971                         folio = __folio_alloc_node(gfp, order, n);
972                 } while (!folio && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
973
974                 return folio;
975         }
976         return folio_alloc(gfp, order);
977 }
978 EXPORT_SYMBOL(filemap_alloc_folio);
979 #endif
980
981 /*
982  * filemap_invalidate_lock_two - lock invalidate_lock for two mappings
983  *
984  * Lock exclusively invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
985  *
986  * @mapping1: the first mapping to lock
987  * @mapping2: the second mapping to lock
988  */
989 void filemap_invalidate_lock_two(struct address_space *mapping1,
990                                  struct address_space *mapping2)
991 {
992         if (mapping1 > mapping2)
993                 swap(mapping1, mapping2);
994         if (mapping1)
995                 down_write(&mapping1->invalidate_lock);
996         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
997                 down_write_nested(&mapping2->invalidate_lock, 1);
998 }
999 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_lock_two);
1000
1001 /*
1002  * filemap_invalidate_unlock_two - unlock invalidate_lock for two mappings
1003  *
1004  * Unlock exclusive invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
1005  *
1006  * @mapping1: the first mapping to unlock
1007  * @mapping2: the second mapping to unlock
1008  */
1009 void filemap_invalidate_unlock_two(struct address_space *mapping1,
1010                                    struct address_space *mapping2)
1011 {
1012         if (mapping1)
1013                 up_write(&mapping1->invalidate_lock);
1014         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1015                 up_write(&mapping2->invalidate_lock);
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_unlock_two);
1018
1019 /*
1020  * In order to wait for pages to become available there must be
1021  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
1022  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
1023  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
1024  * become available, and for the woken contexts to check to be
1025  * sure the appropriate page became available, this saves space
1026  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
1027  * collisions.
1028  */
1029 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
1030 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
1031 static wait_queue_head_t folio_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
1032
1033 static wait_queue_head_t *folio_waitqueue(struct folio *folio)
1034 {
1035         return &folio_wait_table[hash_ptr(folio, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
1036 }
1037
1038 void __init pagecache_init(void)
1039 {
1040         int i;
1041
1042         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
1043                 init_waitqueue_head(&folio_wait_table[i]);
1044
1045         page_writeback_init();
1046 }
1047
1048 /*
1049  * The page wait code treats the "wait->flags" somewhat unusually, because
1050  * we have multiple different kinds of waits, not just the usual "exclusive"
1051  * one.
1052  *
1053  * We have:
1054  *
1055  *  (a) no special bits set:
1056  *
1057  *      We're just waiting for the bit to be released, and when a waker
1058  *      calls the wakeup function, we set WQ_FLAG_WOKEN and wake it up,
1059  *      and remove it from the wait queue.
1060  *
1061  *      Simple and straightforward.
1062  *
1063  *  (b) WQ_FLAG_EXCLUSIVE:
1064  *
1065  *      The waiter is waiting to get the lock, and only one waiter should
1066  *      be woken up to avoid any thundering herd behavior. We'll set the
1067  *      WQ_FLAG_WOKEN bit, wake it up, and remove it from the wait queue.
1068  *
1069  *      This is the traditional exclusive wait.
1070  *
1071  *  (c) WQ_FLAG_EXCLUSIVE | WQ_FLAG_CUSTOM:
1072  *
1073  *      The waiter is waiting to get the bit, and additionally wants the
1074  *      lock to be transferred to it for fair lock behavior. If the lock
1075  *      cannot be taken, we stop walking the wait queue without waking
1076  *      the waiter.
1077  *
1078  *      This is the "fair lock handoff" case, and in addition to setting
1079  *      WQ_FLAG_WOKEN, we set WQ_FLAG_DONE to let the waiter easily see
1080  *      that it now has the lock.
1081  */
1082 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1083 {
1084         unsigned int flags;
1085         struct wait_page_key *key = arg;
1086         struct wait_page_queue *wait_page
1087                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1088
1089         if (!wake_page_match(wait_page, key))
1090                 return 0;
1091
1092         /*
1093          * If it's a lock handoff wait, we get the bit for it, and
1094          * stop walking (and do not wake it up) if we can't.
1095          */
1096         flags = wait->flags;
1097         if (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1098                 if (test_bit(key->bit_nr, &key->folio->flags))
1099                         return -1;
1100                 if (flags & WQ_FLAG_CUSTOM) {
1101                         if (test_and_set_bit(key->bit_nr, &key->folio->flags))
1102                                 return -1;
1103                         flags |= WQ_FLAG_DONE;
1104                 }
1105         }
1106
1107         /*
1108          * We are holding the wait-queue lock, but the waiter that
1109          * is waiting for this will be checking the flags without
1110          * any locking.
1111          *
1112          * So update the flags atomically, and wake up the waiter
1113          * afterwards to avoid any races. This store-release pairs
1114          * with the load-acquire in folio_wait_bit_common().
1115          */
1116         smp_store_release(&wait->flags, flags | WQ_FLAG_WOKEN);
1117         wake_up_state(wait->private, mode);
1118
1119         /*
1120          * Ok, we have successfully done what we're waiting for,
1121          * and we can unconditionally remove the wait entry.
1122          *
1123          * Note that this pairs with the "finish_wait()" in the
1124          * waiter, and has to be the absolute last thing we do.
1125          * After this list_del_init(&wait->entry) the wait entry
1126          * might be de-allocated and the process might even have
1127          * exited.
1128          */
1129         list_del_init_careful(&wait->entry);
1130         return (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) != 0;
1131 }
1132
1133 static void folio_wake_bit(struct folio *folio, int bit_nr)
1134 {
1135         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1136         struct wait_page_key key;
1137         unsigned long flags;
1138         wait_queue_entry_t bookmark;
1139
1140         key.folio = folio;
1141         key.bit_nr = bit_nr;
1142         key.page_match = 0;
1143
1144         bookmark.flags = 0;
1145         bookmark.private = NULL;
1146         bookmark.func = NULL;
1147         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1148
1149         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1150         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1151
1152         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1153                 /*
1154                  * Take a breather from holding the lock,
1155                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1156                  * to acquire the lock and remove themselves
1157                  * from wait queue
1158                  */
1159                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1160                 cpu_relax();
1161                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1162                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1163         }
1164
1165         /*
1166          * It's possible to miss clearing waiters here, when we woke our page
1167          * waiters, but the hashed waitqueue has waiters for other pages on it.
1168          * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1169          *
1170          * Note that, depending on the page pool (buddy, hugetlb, ZONE_DEVICE,
1171          * other), the flag may be cleared in the course of freeing the page;
1172          * but that is not required for correctness.
1173          */
1174         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match)
1175                 folio_clear_waiters(folio);
1176
1177         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1178 }
1179
1180 static void folio_wake(struct folio *folio, int bit)
1181 {
1182         if (!folio_test_waiters(folio))
1183                 return;
1184         folio_wake_bit(folio, bit);
1185 }
1186
1187 /*
1188  * A choice of three behaviors for folio_wait_bit_common():
1189  */
1190 enum behavior {
1191         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1192                          * __folio_lock() waiting on then setting PG_locked.
1193                          */
1194         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1195                          * folio_wait_writeback() waiting on PG_writeback.
1196                          */
1197         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1198                          * like folio_put_wait_locked() on PG_locked.
1199                          */
1200 };
1201
1202 /*
1203  * Attempt to check (or get) the folio flag, and mark us done
1204  * if successful.
1205  */
1206 static inline bool folio_trylock_flag(struct folio *folio, int bit_nr,
1207                                         struct wait_queue_entry *wait)
1208 {
1209         if (wait->flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1210                 if (test_and_set_bit(bit_nr, &folio->flags))
1211                         return false;
1212         } else if (test_bit(bit_nr, &folio->flags))
1213                 return false;
1214
1215         wait->flags |= WQ_FLAG_WOKEN | WQ_FLAG_DONE;
1216         return true;
1217 }
1218
1219 /* How many times do we accept lock stealing from under a waiter? */
1220 int sysctl_page_lock_unfairness = 5;
1221
1222 static inline int folio_wait_bit_common(struct folio *folio, int bit_nr,
1223                 int state, enum behavior behavior)
1224 {
1225         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1226         int unfairness = sysctl_page_lock_unfairness;
1227         struct wait_page_queue wait_page;
1228         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1229         bool thrashing = false;
1230         bool delayacct = false;
1231         unsigned long pflags;
1232
1233         if (bit_nr == PG_locked &&
1234             !folio_test_uptodate(folio) && folio_test_workingset(folio)) {
1235                 if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1236                         delayacct_thrashing_start();
1237                         delayacct = true;
1238                 }
1239                 psi_memstall_enter(&pflags);
1240                 thrashing = true;
1241         }
1242
1243         init_wait(wait);
1244         wait->func = wake_page_function;
1245         wait_page.folio = folio;
1246         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1247
1248 repeat:
1249         wait->flags = 0;
1250         if (behavior == EXCLUSIVE) {
1251                 wait->flags = WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
1252                 if (--unfairness < 0)
1253                         wait->flags |= WQ_FLAG_CUSTOM;
1254         }
1255
1256         /*
1257          * Do one last check whether we can get the
1258          * page bit synchronously.
1259          *
1260          * Do the folio_set_waiters() marking before that
1261          * to let any waker we _just_ missed know they
1262          * need to wake us up (otherwise they'll never
1263          * even go to the slow case that looks at the
1264          * page queue), and add ourselves to the wait
1265          * queue if we need to sleep.
1266          *
1267          * This part needs to be done under the queue
1268          * lock to avoid races.
1269          */
1270         spin_lock_irq(&q->lock);
1271         folio_set_waiters(folio);
1272         if (!folio_trylock_flag(folio, bit_nr, wait))
1273                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1274         spin_unlock_irq(&q->lock);
1275
1276         /*
1277          * From now on, all the logic will be based on
1278          * the WQ_FLAG_WOKEN and WQ_FLAG_DONE flag, to
1279          * see whether the page bit testing has already
1280          * been done by the wake function.
1281          *
1282          * We can drop our reference to the folio.
1283          */
1284         if (behavior == DROP)
1285                 folio_put(folio);
1286
1287         /*
1288          * Note that until the "finish_wait()", or until
1289          * we see the WQ_FLAG_WOKEN flag, we need to
1290          * be very careful with the 'wait->flags', because
1291          * we may race with a waker that sets them.
1292          */
1293         for (;;) {
1294                 unsigned int flags;
1295
1296                 set_current_state(state);
1297
1298                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1299                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1300                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1301                         if (signal_pending_state(state, current))
1302                                 break;
1303
1304                         io_schedule();
1305                         continue;
1306                 }
1307
1308                 /* If we were non-exclusive, we're done */
1309                 if (behavior != EXCLUSIVE)
1310                         break;
1311
1312                 /* If the waker got the lock for us, we're done */
1313                 if (flags & WQ_FLAG_DONE)
1314                         break;
1315
1316                 /*
1317                  * Otherwise, if we're getting the lock, we need to
1318                  * try to get it ourselves.
1319                  *
1320                  * And if that fails, we'll have to retry this all.
1321                  */
1322                 if (unlikely(test_and_set_bit(bit_nr, folio_flags(folio, 0))))
1323                         goto repeat;
1324
1325                 wait->flags |= WQ_FLAG_DONE;
1326                 break;
1327         }
1328
1329         /*
1330          * If a signal happened, this 'finish_wait()' may remove the last
1331          * waiter from the wait-queues, but the folio waiters bit will remain
1332          * set. That's ok. The next wakeup will take care of it, and trying
1333          * to do it here would be difficult and prone to races.
1334          */
1335         finish_wait(q, wait);
1336
1337         if (thrashing) {
1338                 if (delayacct)
1339                         delayacct_thrashing_end();
1340                 psi_memstall_leave(&pflags);
1341         }
1342
1343         /*
1344          * NOTE! The wait->flags weren't stable until we've done the
1345          * 'finish_wait()', and we could have exited the loop above due
1346          * to a signal, and had a wakeup event happen after the signal
1347          * test but before the 'finish_wait()'.
1348          *
1349          * So only after the finish_wait() can we reliably determine
1350          * if we got woken up or not, so we can now figure out the final
1351          * return value based on that state without races.
1352          *
1353          * Also note that WQ_FLAG_WOKEN is sufficient for a non-exclusive
1354          * waiter, but an exclusive one requires WQ_FLAG_DONE.
1355          */
1356         if (behavior == EXCLUSIVE)
1357                 return wait->flags & WQ_FLAG_DONE ? 0 : -EINTR;
1358
1359         return wait->flags & WQ_FLAG_WOKEN ? 0 : -EINTR;
1360 }
1361
1362 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1363 /**
1364  * migration_entry_wait_on_locked - Wait for a migration entry to be removed
1365  * @entry: migration swap entry.
1366  * @ptep: mapped pte pointer. Will return with the ptep unmapped. Only required
1367  *        for pte entries, pass NULL for pmd entries.
1368  * @ptl: already locked ptl. This function will drop the lock.
1369  *
1370  * Wait for a migration entry referencing the given page to be removed. This is
1371  * equivalent to put_and_wait_on_page_locked(page, TASK_UNINTERRUPTIBLE) except
1372  * this can be called without taking a reference on the page. Instead this
1373  * should be called while holding the ptl for the migration entry referencing
1374  * the page.
1375  *
1376  * Returns after unmapping and unlocking the pte/ptl with pte_unmap_unlock().
1377  *
1378  * This follows the same logic as folio_wait_bit_common() so see the comments
1379  * there.
1380  */
1381 void migration_entry_wait_on_locked(swp_entry_t entry, pte_t *ptep,
1382                                 spinlock_t *ptl)
1383 {
1384         struct wait_page_queue wait_page;
1385         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1386         bool thrashing = false;
1387         bool delayacct = false;
1388         unsigned long pflags;
1389         wait_queue_head_t *q;
1390         struct folio *folio = page_folio(pfn_swap_entry_to_page(entry));
1391
1392         q = folio_waitqueue(folio);
1393         if (!folio_test_uptodate(folio) && folio_test_workingset(folio)) {
1394                 if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1395                         delayacct_thrashing_start();
1396                         delayacct = true;
1397                 }
1398                 psi_memstall_enter(&pflags);
1399                 thrashing = true;
1400         }
1401
1402         init_wait(wait);
1403         wait->func = wake_page_function;
1404         wait_page.folio = folio;
1405         wait_page.bit_nr = PG_locked;
1406         wait->flags = 0;
1407
1408         spin_lock_irq(&q->lock);
1409         folio_set_waiters(folio);
1410         if (!folio_trylock_flag(folio, PG_locked, wait))
1411                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1412         spin_unlock_irq(&q->lock);
1413
1414         /*
1415          * If a migration entry exists for the page the migration path must hold
1416          * a valid reference to the page, and it must take the ptl to remove the
1417          * migration entry. So the page is valid until the ptl is dropped.
1418          */
1419         if (ptep)
1420                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
1421         else
1422                 spin_unlock(ptl);
1423
1424         for (;;) {
1425                 unsigned int flags;
1426
1427                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1428
1429                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1430                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1431                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1432                         if (signal_pending_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE, current))
1433                                 break;
1434
1435                         io_schedule();
1436                         continue;
1437                 }
1438                 break;
1439         }
1440
1441         finish_wait(q, wait);
1442
1443         if (thrashing) {
1444                 if (delayacct)
1445                         delayacct_thrashing_end();
1446                 psi_memstall_leave(&pflags);
1447         }
1448 }
1449 #endif
1450
1451 void folio_wait_bit(struct folio *folio, int bit_nr)
1452 {
1453         folio_wait_bit_common(folio, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1454 }
1455 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_bit);
1456
1457 int folio_wait_bit_killable(struct folio *folio, int bit_nr)
1458 {
1459         return folio_wait_bit_common(folio, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1460 }
1461 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_bit_killable);
1462
1463 /**
1464  * folio_put_wait_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1465  * @folio: The folio to wait for.
1466  * @state: The sleep state (TASK_KILLABLE, TASK_UNINTERRUPTIBLE, etc).
1467  *
1468  * The caller should hold a reference on @folio.  They expect the page to
1469  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1470  * (for example) by holding the reference while waiting for the folio to
1471  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1472  * dereference @folio.
1473  *
1474  * Return: 0 if the folio was unlocked or -EINTR if interrupted by a signal.
1475  */
1476 int folio_put_wait_locked(struct folio *folio, int state)
1477 {
1478         return folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, state, DROP);
1479 }
1480
1481 /**
1482  * folio_add_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a folio's wait queue
1483  * @folio: Folio defining the wait queue of interest
1484  * @waiter: Waiter to add to the queue
1485  *
1486  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @folio.
1487  */
1488 void folio_add_wait_queue(struct folio *folio, wait_queue_entry_t *waiter)
1489 {
1490         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1491         unsigned long flags;
1492
1493         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1494         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1495         folio_set_waiters(folio);
1496         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1497 }
1498 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_add_wait_queue);
1499
1500 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1501
1502 /*
1503  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1504  *
1505  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1506  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1507  * not support that special operation, we just do this all by hand
1508  * instead.
1509  *
1510  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1511  * being cleared, but a memory barrier should be unnecessary since it is
1512  * in the same byte as PG_locked.
1513  */
1514 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1515 {
1516         clear_bit_unlock(nr, mem);
1517         /* smp_mb__after_atomic(); */
1518         return test_bit(PG_waiters, mem);
1519 }
1520
1521 #endif
1522
1523 /**
1524  * folio_unlock - Unlock a locked folio.
1525  * @folio: The folio.
1526  *
1527  * Unlocks the folio and wakes up any thread sleeping on the page lock.
1528  *
1529  * Context: May be called from interrupt or process context.  May not be
1530  * called from NMI context.
1531  */
1532 void folio_unlock(struct folio *folio)
1533 {
1534         /* Bit 7 allows x86 to check the byte's sign bit */
1535         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1536         BUILD_BUG_ON(PG_locked > 7);
1537         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
1538         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, folio_flags(folio, 0)))
1539                 folio_wake_bit(folio, PG_locked);
1540 }
1541 EXPORT_SYMBOL(folio_unlock);
1542
1543 /**
1544  * folio_end_private_2 - Clear PG_private_2 and wake any waiters.
1545  * @folio: The folio.
1546  *
1547  * Clear the PG_private_2 bit on a folio and wake up any sleepers waiting for
1548  * it.  The folio reference held for PG_private_2 being set is released.
1549  *
1550  * This is, for example, used when a netfs folio is being written to a local
1551  * disk cache, thereby allowing writes to the cache for the same folio to be
1552  * serialised.
1553  */
1554 void folio_end_private_2(struct folio *folio)
1555 {
1556         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_private_2(folio), folio);
1557         clear_bit_unlock(PG_private_2, folio_flags(folio, 0));
1558         folio_wake_bit(folio, PG_private_2);
1559         folio_put(folio);
1560 }
1561 EXPORT_SYMBOL(folio_end_private_2);
1562
1563 /**
1564  * folio_wait_private_2 - Wait for PG_private_2 to be cleared on a folio.
1565  * @folio: The folio to wait on.
1566  *
1567  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a folio.
1568  */
1569 void folio_wait_private_2(struct folio *folio)
1570 {
1571         while (folio_test_private_2(folio))
1572                 folio_wait_bit(folio, PG_private_2);
1573 }
1574 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_private_2);
1575
1576 /**
1577  * folio_wait_private_2_killable - Wait for PG_private_2 to be cleared on a folio.
1578  * @folio: The folio to wait on.
1579  *
1580  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a folio or until a
1581  * fatal signal is received by the calling task.
1582  *
1583  * Return:
1584  * - 0 if successful.
1585  * - -EINTR if a fatal signal was encountered.
1586  */
1587 int folio_wait_private_2_killable(struct folio *folio)
1588 {
1589         int ret = 0;
1590
1591         while (folio_test_private_2(folio)) {
1592                 ret = folio_wait_bit_killable(folio, PG_private_2);
1593                 if (ret < 0)
1594                         break;
1595         }
1596
1597         return ret;
1598 }
1599 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_private_2_killable);
1600
1601 /**
1602  * folio_end_writeback - End writeback against a folio.
1603  * @folio: The folio.
1604  */
1605 void folio_end_writeback(struct folio *folio)
1606 {
1607         /*
1608          * folio_test_clear_reclaim() could be used here but it is an
1609          * atomic operation and overkill in this particular case. Failing
1610          * to shuffle a folio marked for immediate reclaim is too mild
1611          * a gain to justify taking an atomic operation penalty at the
1612          * end of every folio writeback.
1613          */
1614         if (folio_test_reclaim(folio)) {
1615                 folio_clear_reclaim(folio);
1616                 folio_rotate_reclaimable(folio);
1617         }
1618
1619         /*
1620          * Writeback does not hold a folio reference of its own, relying
1621          * on truncation to wait for the clearing of PG_writeback.
1622          * But here we must make sure that the folio is not freed and
1623          * reused before the folio_wake().
1624          */
1625         folio_get(folio);
1626         if (!__folio_end_writeback(folio))
1627                 BUG();
1628
1629         smp_mb__after_atomic();
1630         folio_wake(folio, PG_writeback);
1631         acct_reclaim_writeback(folio);
1632         folio_put(folio);
1633 }
1634 EXPORT_SYMBOL(folio_end_writeback);
1635
1636 /*
1637  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1638  * flags appropriately
1639  */
1640 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1641 {
1642         if (!is_write) {
1643                 if (!err) {
1644                         SetPageUptodate(page);
1645                 } else {
1646                         ClearPageUptodate(page);
1647                         SetPageError(page);
1648                 }
1649                 unlock_page(page);
1650         } else {
1651                 if (err) {
1652                         struct address_space *mapping;
1653
1654                         SetPageError(page);
1655                         mapping = page_mapping(page);
1656                         if (mapping)
1657                                 mapping_set_error(mapping, err);
1658                 }
1659                 end_page_writeback(page);
1660         }
1661 }
1662 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1663
1664 /**
1665  * __folio_lock - Get a lock on the folio, assuming we need to sleep to get it.
1666  * @folio: The folio to lock
1667  */
1668 void __folio_lock(struct folio *folio)
1669 {
1670         folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1671                                 EXCLUSIVE);
1672 }
1673 EXPORT_SYMBOL(__folio_lock);
1674
1675 int __folio_lock_killable(struct folio *folio)
1676 {
1677         return folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1678                                         EXCLUSIVE);
1679 }
1680 EXPORT_SYMBOL_GPL(__folio_lock_killable);
1681
1682 static int __folio_lock_async(struct folio *folio, struct wait_page_queue *wait)
1683 {
1684         struct wait_queue_head *q = folio_waitqueue(folio);
1685         int ret = 0;
1686
1687         wait->folio = folio;
1688         wait->bit_nr = PG_locked;
1689
1690         spin_lock_irq(&q->lock);
1691         __add_wait_queue_entry_tail(q, &wait->wait);
1692         folio_set_waiters(folio);
1693         ret = !folio_trylock(folio);
1694         /*
1695          * If we were successful now, we know we're still on the
1696          * waitqueue as we're still under the lock. This means it's
1697          * safe to remove and return success, we know the callback
1698          * isn't going to trigger.
1699          */
1700         if (!ret)
1701                 __remove_wait_queue(q, &wait->wait);
1702         else
1703                 ret = -EIOCBQUEUED;
1704         spin_unlock_irq(&q->lock);
1705         return ret;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Return values:
1710  * true - folio is locked; mmap_lock is still held.
1711  * false - folio is not locked.
1712  *     mmap_lock has been released (mmap_read_unlock(), unless flags had both
1713  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1714  *     which case mmap_lock is still held.
1715  *
1716  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return true
1717  * with the folio locked and the mmap_lock unperturbed.
1718  */
1719 bool __folio_lock_or_retry(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
1720                          unsigned int flags)
1721 {
1722         if (fault_flag_allow_retry_first(flags)) {
1723                 /*
1724                  * CAUTION! In this case, mmap_lock is not released
1725                  * even though return 0.
1726                  */
1727                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1728                         return false;
1729
1730                 mmap_read_unlock(mm);
1731                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1732                         folio_wait_locked_killable(folio);
1733                 else
1734                         folio_wait_locked(folio);
1735                 return false;
1736         }
1737         if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1738                 bool ret;
1739
1740                 ret = __folio_lock_killable(folio);
1741                 if (ret) {
1742                         mmap_read_unlock(mm);
1743                         return false;
1744                 }
1745         } else {
1746                 __folio_lock(folio);
1747         }
1748
1749         return true;
1750 }
1751
1752 /**
1753  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1754  * @mapping: Mapping.
1755  * @index: Index.
1756  * @max_scan: Maximum range to search.
1757  *
1758  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1759  * gap with the lowest index.
1760  *
1761  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1762  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1763  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1764  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1765  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1766  *
1767  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1768  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1769  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1770  */
1771 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1772                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1773 {
1774         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1775
1776         while (max_scan--) {
1777                 void *entry = xas_next(&xas);
1778                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1779                         break;
1780                 if (xas.xa_index == 0)
1781                         break;
1782         }
1783
1784         return xas.xa_index;
1785 }
1786 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1787
1788 /**
1789  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1790  * @mapping: Mapping.
1791  * @index: Index.
1792  * @max_scan: Maximum range to search.
1793  *
1794  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1795  * gap with the highest index.
1796  *
1797  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1798  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1799  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1800  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1801  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1802  *
1803  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1804  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1805  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1806  */
1807 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1808                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1809 {
1810         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1811
1812         while (max_scan--) {
1813                 void *entry = xas_prev(&xas);
1814                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1815                         break;
1816                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1817                         break;
1818         }
1819
1820         return xas.xa_index;
1821 }
1822 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1823
1824 /*
1825  * Lockless page cache protocol:
1826  * On the lookup side:
1827  * 1. Load the folio from i_pages
1828  * 2. Increment the refcount if it's not zero
1829  * 3. If the folio is not found by xas_reload(), put the refcount and retry
1830  *
1831  * On the removal side:
1832  * A. Freeze the page (by zeroing the refcount if nobody else has a reference)
1833  * B. Remove the page from i_pages
1834  * C. Return the page to the page allocator
1835  *
1836  * This means that any page may have its reference count temporarily
1837  * increased by a speculative page cache (or fast GUP) lookup as it can
1838  * be allocated by another user before the RCU grace period expires.
1839  * Because the refcount temporarily acquired here may end up being the
1840  * last refcount on the page, any page allocation must be freeable by
1841  * folio_put().
1842  */
1843
1844 /*
1845  * mapping_get_entry - Get a page cache entry.
1846  * @mapping: the address_space to search
1847  * @index: The page cache index.
1848  *
1849  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If it is a folio,
1850  * it is returned with an increased refcount.  If it is a shadow entry
1851  * of a previously evicted folio, or a swap entry from shmem/tmpfs,
1852  * it is returned without further action.
1853  *
1854  * Return: The folio, swap or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1855  */
1856 static void *mapping_get_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t index)
1857 {
1858         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1859         struct folio *folio;
1860
1861         rcu_read_lock();
1862 repeat:
1863         xas_reset(&xas);
1864         folio = xas_load(&xas);
1865         if (xas_retry(&xas, folio))
1866                 goto repeat;
1867         /*
1868          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1869          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1870          */
1871         if (!folio || xa_is_value(folio))
1872                 goto out;
1873
1874         if (!folio_try_get_rcu(folio))
1875                 goto repeat;
1876
1877         if (unlikely(folio != xas_reload(&xas))) {
1878                 folio_put(folio);
1879                 goto repeat;
1880         }
1881 out:
1882         rcu_read_unlock();
1883
1884         return folio;
1885 }
1886
1887 /**
1888  * __filemap_get_folio - Find and get a reference to a folio.
1889  * @mapping: The address_space to search.
1890  * @index: The page index.
1891  * @fgp_flags: %FGP flags modify how the folio is returned.
1892  * @gfp: Memory allocation flags to use if %FGP_CREAT is specified.
1893  *
1894  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.
1895  *
1896  * @fgp_flags can be zero or more of these flags:
1897  *
1898  * * %FGP_ACCESSED - The folio will be marked accessed.
1899  * * %FGP_LOCK - The folio is returned locked.
1900  * * %FGP_ENTRY - If there is a shadow / swap / DAX entry, return it
1901  *   instead of allocating a new folio to replace it.
1902  * * %FGP_CREAT - If no page is present then a new page is allocated using
1903  *   @gfp and added to the page cache and the VM's LRU list.
1904  *   The page is returned locked and with an increased refcount.
1905  * * %FGP_FOR_MMAP - The caller wants to do its own locking dance if the
1906  *   page is already in cache.  If the page was allocated, unlock it before
1907  *   returning so the caller can do the same dance.
1908  * * %FGP_WRITE - The page will be written to by the caller.
1909  * * %FGP_NOFS - __GFP_FS will get cleared in gfp.
1910  * * %FGP_NOWAIT - Don't get blocked by page lock.
1911  * * %FGP_STABLE - Wait for the folio to be stable (finished writeback)
1912  *
1913  * If %FGP_LOCK or %FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1914  * if the %GFP flags specified for %FGP_CREAT are atomic.
1915  *
1916  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1917  *
1918  * Return: The found folio or %NULL otherwise.
1919  */
1920 struct folio *__filemap_get_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1921                 int fgp_flags, gfp_t gfp)
1922 {
1923         struct folio *folio;
1924
1925 repeat:
1926         folio = mapping_get_entry(mapping, index);
1927         if (xa_is_value(folio)) {
1928                 if (fgp_flags & FGP_ENTRY)
1929                         return folio;
1930                 folio = NULL;
1931         }
1932         if (!folio)
1933                 goto no_page;
1934
1935         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1936                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1937                         if (!folio_trylock(folio)) {
1938                                 folio_put(folio);
1939                                 return NULL;
1940                         }
1941                 } else {
1942                         folio_lock(folio);
1943                 }
1944
1945                 /* Has the page been truncated? */
1946                 if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
1947                         folio_unlock(folio);
1948                         folio_put(folio);
1949                         goto repeat;
1950                 }
1951                 VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, index), folio);
1952         }
1953
1954         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1955                 folio_mark_accessed(folio);
1956         else if (fgp_flags & FGP_WRITE) {
1957                 /* Clear idle flag for buffer write */
1958                 if (folio_test_idle(folio))
1959                         folio_clear_idle(folio);
1960         }
1961
1962         if (fgp_flags & FGP_STABLE)
1963                 folio_wait_stable(folio);
1964 no_page:
1965         if (!folio && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1966                 int err;
1967                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_can_writeback(mapping))
1968                         gfp |= __GFP_WRITE;
1969                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1970                         gfp &= ~__GFP_FS;
1971
1972                 folio = filemap_alloc_folio(gfp, 0);
1973                 if (!folio)
1974                         return NULL;
1975
1976                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1977                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1978
1979                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
1980                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1981                         __folio_set_referenced(folio);
1982
1983                 err = filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp);
1984                 if (unlikely(err)) {
1985                         folio_put(folio);
1986                         folio = NULL;
1987                         if (err == -EEXIST)
1988                                 goto repeat;
1989                 }
1990
1991                 /*
1992                  * filemap_add_folio locks the page, and for mmap
1993                  * we expect an unlocked page.
1994                  */
1995                 if (folio && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
1996                         folio_unlock(folio);
1997         }
1998
1999         return folio;
2000 }
2001 EXPORT_SYMBOL(__filemap_get_folio);
2002
2003 static inline struct folio *find_get_entry(struct xa_state *xas, pgoff_t max,
2004                 xa_mark_t mark)
2005 {
2006         struct folio *folio;
2007
2008 retry:
2009         if (mark == XA_PRESENT)
2010                 folio = xas_find(xas, max);
2011         else
2012                 folio = xas_find_marked(xas, max, mark);
2013
2014         if (xas_retry(xas, folio))
2015                 goto retry;
2016         /*
2017          * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
2018          * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
2019          * without attempting to raise page count.
2020          */
2021         if (!folio || xa_is_value(folio))
2022                 return folio;
2023
2024         if (!folio_try_get_rcu(folio))
2025                 goto reset;
2026
2027         if (unlikely(folio != xas_reload(xas))) {
2028                 folio_put(folio);
2029                 goto reset;
2030         }
2031
2032         return folio;
2033 reset:
2034         xas_reset(xas);
2035         goto retry;
2036 }
2037
2038 /**
2039  * find_get_entries - gang pagecache lookup
2040  * @mapping:    The address_space to search
2041  * @start:      The starting page cache index
2042  * @end:        The final page index (inclusive).
2043  * @fbatch:     Where the resulting entries are placed.
2044  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
2045  *
2046  * find_get_entries() will search for and return a batch of entries in
2047  * the mapping.  The entries are placed in @fbatch.  find_get_entries()
2048  * takes a reference on any actual folios it returns.
2049  *
2050  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2051  * due to not-present entries or large folios.
2052  *
2053  * Any shadow entries of evicted folios, or swap entries from
2054  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
2055  *
2056  * Return: The number of entries which were found.
2057  */
2058 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2059                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices)
2060 {
2061         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2062         struct folio *folio;
2063
2064         rcu_read_lock();
2065         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT)) != NULL) {
2066                 indices[fbatch->nr] = xas.xa_index;
2067                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2068                         break;
2069         }
2070         rcu_read_unlock();
2071
2072         return folio_batch_count(fbatch);
2073 }
2074
2075 /**
2076  * find_lock_entries - Find a batch of pagecache entries.
2077  * @mapping:    The address_space to search.
2078  * @start:      The starting page cache index.
2079  * @end:        The final page index (inclusive).
2080  * @fbatch:     Where the resulting entries are placed.
2081  * @indices:    The cache indices of the entries in @fbatch.
2082  *
2083  * find_lock_entries() will return a batch of entries from @mapping.
2084  * Swap, shadow and DAX entries are included.  Folios are returned
2085  * locked and with an incremented refcount.  Folios which are locked
2086  * by somebody else or under writeback are skipped.  Folios which are
2087  * partially outside the range are not returned.
2088  *
2089  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2090  * due to not-present entries, large folios, folios which could not be
2091  * locked or folios under writeback.
2092  *
2093  * Return: The number of entries which were found.
2094  */
2095 unsigned find_lock_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2096                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices)
2097 {
2098         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2099         struct folio *folio;
2100
2101         rcu_read_lock();
2102         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2103                 if (!xa_is_value(folio)) {
2104                         if (folio->index < start)
2105                                 goto put;
2106                         if (folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1 > end)
2107                                 goto put;
2108                         if (!folio_trylock(folio))
2109                                 goto put;
2110                         if (folio->mapping != mapping ||
2111                             folio_test_writeback(folio))
2112                                 goto unlock;
2113                         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, xas.xa_index),
2114                                         folio);
2115                 }
2116                 indices[fbatch->nr] = xas.xa_index;
2117                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2118                         break;
2119                 continue;
2120 unlock:
2121                 folio_unlock(folio);
2122 put:
2123                 folio_put(folio);
2124         }
2125         rcu_read_unlock();
2126
2127         return folio_batch_count(fbatch);
2128 }
2129
2130 /**
2131  * filemap_get_folios - Get a batch of folios
2132  * @mapping:    The address_space to search
2133  * @start:      The starting page index
2134  * @end:        The final page index (inclusive)
2135  * @fbatch:     The batch to fill.
2136  *
2137  * Search for and return a batch of folios in the mapping starting at
2138  * index @start and up to index @end (inclusive).  The folios are returned
2139  * in @fbatch with an elevated reference count.
2140  *
2141  * The first folio may start before @start; if it does, it will contain
2142  * @start.  The final folio may extend beyond @end; if it does, it will
2143  * contain @end.  The folios have ascending indices.  There may be gaps
2144  * between the folios if there are indices which have no folio in the
2145  * page cache.  If folios are added to or removed from the page cache
2146  * while this is running, they may or may not be found by this call.
2147  *
2148  * Return: The number of folios which were found.
2149  * We also update @start to index the next folio for the traversal.
2150  */
2151 unsigned filemap_get_folios(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
2152                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch)
2153 {
2154         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
2155         struct folio *folio;
2156
2157         rcu_read_lock();
2158         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT)) != NULL) {
2159                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
2160                 if (xa_is_value(folio))
2161                         continue;
2162                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio)) {
2163                         unsigned long nr = folio_nr_pages(folio);
2164
2165                         if (folio_test_hugetlb(folio))
2166                                 nr = 1;
2167                         *start = folio->index + nr;
2168                         goto out;
2169                 }
2170         }
2171
2172         /*
2173          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
2174          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
2175          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
2176          * already broken anyway.
2177          */
2178         if (end == (pgoff_t)-1)
2179                 *start = (pgoff_t)-1;
2180         else
2181                 *start = end + 1;
2182 out:
2183         rcu_read_unlock();
2184
2185         return folio_batch_count(fbatch);
2186 }
2187 EXPORT_SYMBOL(filemap_get_folios);
2188
2189 static inline
2190 bool folio_more_pages(struct folio *folio, pgoff_t index, pgoff_t max)
2191 {
2192         if (!folio_test_large(folio) || folio_test_hugetlb(folio))
2193                 return false;
2194         if (index >= max)
2195                 return false;
2196         return index < folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1;
2197 }
2198
2199 /**
2200  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
2201  * @mapping:    The address_space to search
2202  * @index:      The starting page index
2203  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2204  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2205  *
2206  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages_range(),
2207  * except that the returned number of pages are guaranteed to be
2208  * contiguous.
2209  *
2210  * Return: the number of pages which were found.
2211  */
2212 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2213                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
2214 {
2215         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2216         struct folio *folio;
2217         unsigned int ret = 0;
2218
2219         if (unlikely(!nr_pages))
2220                 return 0;
2221
2222         rcu_read_lock();
2223         for (folio = xas_load(&xas); folio; folio = xas_next(&xas)) {
2224                 if (xas_retry(&xas, folio))
2225                         continue;
2226                 /*
2227                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
2228                  * No current caller is looking for DAX entries.
2229                  */
2230                 if (xa_is_value(folio))
2231                         break;
2232
2233                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
2234                         goto retry;
2235
2236                 if (unlikely(folio != xas_reload(&xas)))
2237                         goto put_page;
2238
2239 again:
2240                 pages[ret] = folio_file_page(folio, xas.xa_index);
2241                 if (++ret == nr_pages)
2242                         break;
2243                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, ULONG_MAX)) {
2244                         xas.xa_index++;
2245                         folio_ref_inc(folio);
2246                         goto again;
2247                 }
2248                 continue;
2249 put_page:
2250                 folio_put(folio);
2251 retry:
2252                 xas_reset(&xas);
2253         }
2254         rcu_read_unlock();
2255         return ret;
2256 }
2257 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
2258
2259 /**
2260  * find_get_pages_range_tag - Find and return head pages matching @tag.
2261  * @mapping:    the address_space to search
2262  * @index:      the starting page index
2263  * @end:        The final page index (inclusive)
2264  * @tag:        the tag index
2265  * @nr_pages:   the maximum number of pages
2266  * @pages:      where the resulting pages are placed
2267  *
2268  * Like find_get_pages_range(), except we only return head pages which are
2269  * tagged with @tag.  @index is updated to the index immediately after the
2270  * last page we return, ready for the next iteration.
2271  *
2272  * Return: the number of pages which were found.
2273  */
2274 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
2275                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
2276                         struct page **pages)
2277 {
2278         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
2279         struct folio *folio;
2280         unsigned ret = 0;
2281
2282         if (unlikely(!nr_pages))
2283                 return 0;
2284
2285         rcu_read_lock();
2286         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, tag))) {
2287                 /*
2288                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
2289                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
2290                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
2291                  */
2292                 if (xa_is_value(folio))
2293                         continue;
2294
2295                 pages[ret] = &folio->page;
2296                 if (++ret == nr_pages) {
2297                         *index = folio->index + folio_nr_pages(folio);
2298                         goto out;
2299                 }
2300         }
2301
2302         /*
2303          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
2304          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
2305          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
2306          * broken anyway.
2307          */
2308         if (end == (pgoff_t)-1)
2309                 *index = (pgoff_t)-1;
2310         else
2311                 *index = end + 1;
2312 out:
2313         rcu_read_unlock();
2314
2315         return ret;
2316 }
2317 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
2318
2319 /*
2320  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
2321  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
2322  *
2323  *      ---R__________________________________________B__________
2324  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
2325  *
2326  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
2327  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
2328  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
2329  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
2330  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2331  *
2332  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2333  */
2334 static void shrink_readahead_size_eio(struct file_ra_state *ra)
2335 {
2336         ra->ra_pages /= 4;
2337 }
2338
2339 /*
2340  * filemap_get_read_batch - Get a batch of folios for read
2341  *
2342  * Get a batch of folios which represent a contiguous range of bytes in
2343  * the file.  No exceptional entries will be returned.  If @index is in
2344  * the middle of a folio, the entire folio will be returned.  The last
2345  * folio in the batch may have the readahead flag set or the uptodate flag
2346  * clear so that the caller can take the appropriate action.
2347  */
2348 static void filemap_get_read_batch(struct address_space *mapping,
2349                 pgoff_t index, pgoff_t max, struct folio_batch *fbatch)
2350 {
2351         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2352         struct folio *folio;
2353
2354         rcu_read_lock();
2355         for (folio = xas_load(&xas); folio; folio = xas_next(&xas)) {
2356                 if (xas_retry(&xas, folio))
2357                         continue;
2358                 if (xas.xa_index > max || xa_is_value(folio))
2359                         break;
2360                 if (xa_is_sibling(folio))
2361                         break;
2362                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
2363                         goto retry;
2364
2365                 if (unlikely(folio != xas_reload(&xas)))
2366                         goto put_folio;
2367
2368                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2369                         break;
2370                 if (!folio_test_uptodate(folio))
2371                         break;
2372                 if (folio_test_readahead(folio))
2373                         break;
2374                 xas_advance(&xas, folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1);
2375                 continue;
2376 put_folio:
2377                 folio_put(folio);
2378 retry:
2379                 xas_reset(&xas);
2380         }
2381         rcu_read_unlock();
2382 }
2383
2384 static int filemap_read_folio(struct file *file, filler_t filler,
2385                 struct folio *folio)
2386 {
2387         int error;
2388
2389         /*
2390          * A previous I/O error may have been due to temporary failures,
2391          * eg. multipath errors.  PG_error will be set again if read_folio
2392          * fails.
2393          */
2394         folio_clear_error(folio);
2395         /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2396         error = filler(file, folio);
2397         if (error)
2398                 return error;
2399
2400         error = folio_wait_locked_killable(folio);
2401         if (error)
2402                 return error;
2403         if (folio_test_uptodate(folio))
2404                 return 0;
2405         if (file)
2406                 shrink_readahead_size_eio(&file->f_ra);
2407         return -EIO;
2408 }
2409
2410 static bool filemap_range_uptodate(struct address_space *mapping,
2411                 loff_t pos, struct iov_iter *iter, struct folio *folio)
2412 {
2413         int count;
2414
2415         if (folio_test_uptodate(folio))
2416                 return true;
2417         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2418         if (iov_iter_is_pipe(iter))
2419                 return false;
2420         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2421                 return false;
2422         if (mapping->host->i_blkbits >= folio_shift(folio))
2423                 return false;
2424
2425         count = iter->count;
2426         if (folio_pos(folio) > pos) {
2427                 count -= folio_pos(folio) - pos;
2428                 pos = 0;
2429         } else {
2430                 pos -= folio_pos(folio);
2431         }
2432
2433         return mapping->a_ops->is_partially_uptodate(folio, pos, count);
2434 }
2435
2436 static int filemap_update_page(struct kiocb *iocb,
2437                 struct address_space *mapping, struct iov_iter *iter,
2438                 struct folio *folio)
2439 {
2440         int error;
2441
2442         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2443                 if (!filemap_invalidate_trylock_shared(mapping))
2444                         return -EAGAIN;
2445         } else {
2446                 filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2447         }
2448
2449         if (!folio_trylock(folio)) {
2450                 error = -EAGAIN;
2451                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_NOIO))
2452                         goto unlock_mapping;
2453                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ)) {
2454                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2455                         /*
2456                          * This is where we usually end up waiting for a
2457                          * previously submitted readahead to finish.
2458                          */
2459                         folio_put_wait_locked(folio, TASK_KILLABLE);
2460                         return AOP_TRUNCATED_PAGE;
2461                 }
2462                 error = __folio_lock_async(folio, iocb->ki_waitq);
2463                 if (error)
2464                         goto unlock_mapping;
2465         }
2466
2467         error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2468         if (!folio->mapping)
2469                 goto unlock;
2470
2471         error = 0;
2472         if (filemap_range_uptodate(mapping, iocb->ki_pos, iter, folio))
2473                 goto unlock;
2474
2475         error = -EAGAIN;
2476         if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOIO | IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2477                 goto unlock;
2478
2479         error = filemap_read_folio(iocb->ki_filp, mapping->a_ops->read_folio,
2480                         folio);
2481         goto unlock_mapping;
2482 unlock:
2483         folio_unlock(folio);
2484 unlock_mapping:
2485         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2486         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2487                 folio_put(folio);
2488         return error;
2489 }
2490
2491 static int filemap_create_folio(struct file *file,
2492                 struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2493                 struct folio_batch *fbatch)
2494 {
2495         struct folio *folio;
2496         int error;
2497
2498         folio = filemap_alloc_folio(mapping_gfp_mask(mapping), 0);
2499         if (!folio)
2500                 return -ENOMEM;
2501
2502         /*
2503          * Protect against truncate / hole punch. Grabbing invalidate_lock
2504          * here assures we cannot instantiate and bring uptodate new
2505          * pagecache folios after evicting page cache during truncate
2506          * and before actually freeing blocks.  Note that we could
2507          * release invalidate_lock after inserting the folio into
2508          * the page cache as the locked folio would then be enough to
2509          * synchronize with hole punching. But there are code paths
2510          * such as filemap_update_page() filling in partially uptodate
2511          * pages or ->readahead() that need to hold invalidate_lock
2512          * while mapping blocks for IO so let's hold the lock here as
2513          * well to keep locking rules simple.
2514          */
2515         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2516         error = filemap_add_folio(mapping, folio, index,
2517                         mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2518         if (error == -EEXIST)
2519                 error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2520         if (error)
2521                 goto error;
2522
2523         error = filemap_read_folio(file, mapping->a_ops->read_folio, folio);
2524         if (error)
2525                 goto error;
2526
2527         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2528         folio_batch_add(fbatch, folio);
2529         return 0;
2530 error:
2531         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2532         folio_put(folio);
2533         return error;
2534 }
2535
2536 static int filemap_readahead(struct kiocb *iocb, struct file *file,
2537                 struct address_space *mapping, struct folio *folio,
2538                 pgoff_t last_index)
2539 {
2540         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, &file->f_ra, mapping, folio->index);
2541
2542         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2543                 return -EAGAIN;
2544         page_cache_async_ra(&ractl, folio, last_index - folio->index);
2545         return 0;
2546 }
2547
2548 static int filemap_get_pages(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2549                 struct folio_batch *fbatch)
2550 {
2551         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2552         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2553         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2554         pgoff_t index = iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT;
2555         pgoff_t last_index;
2556         struct folio *folio;
2557         int err = 0;
2558
2559         last_index = DIV_ROUND_UP(iocb->ki_pos + iter->count, PAGE_SIZE);
2560 retry:
2561         if (fatal_signal_pending(current))
2562                 return -EINTR;
2563
2564         filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, fbatch);
2565         if (!folio_batch_count(fbatch)) {
2566                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2567                         return -EAGAIN;
2568                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, filp, index,
2569                                 last_index - index);
2570                 filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, fbatch);
2571         }
2572         if (!folio_batch_count(fbatch)) {
2573                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2574                         return -EAGAIN;
2575                 err = filemap_create_folio(filp, mapping,
2576                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, fbatch);
2577                 if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2578                         goto retry;
2579                 return err;
2580         }
2581
2582         folio = fbatch->folios[folio_batch_count(fbatch) - 1];
2583         if (folio_test_readahead(folio)) {
2584                 err = filemap_readahead(iocb, filp, mapping, folio, last_index);
2585                 if (err)
2586                         goto err;
2587         }
2588         if (!folio_test_uptodate(folio)) {
2589                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) &&
2590                     folio_batch_count(fbatch) > 1)
2591                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2592                 err = filemap_update_page(iocb, mapping, iter, folio);
2593                 if (err)
2594                         goto err;
2595         }
2596
2597         return 0;
2598 err:
2599         if (err < 0)
2600                 folio_put(folio);
2601         if (likely(--fbatch->nr))
2602                 return 0;
2603         if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2604                 goto retry;
2605         return err;
2606 }
2607
2608 static inline bool pos_same_folio(loff_t pos1, loff_t pos2, struct folio *folio)
2609 {
2610         unsigned int shift = folio_shift(folio);
2611
2612         return (pos1 >> shift == pos2 >> shift);
2613 }
2614
2615 /**
2616  * filemap_read - Read data from the page cache.
2617  * @iocb: The iocb to read.
2618  * @iter: Destination for the data.
2619  * @already_read: Number of bytes already read by the caller.
2620  *
2621  * Copies data from the page cache.  If the data is not currently present,
2622  * uses the readahead and read_folio address_space operations to fetch it.
2623  *
2624  * Return: Total number of bytes copied, including those already read by
2625  * the caller.  If an error happens before any bytes are copied, returns
2626  * a negative error number.
2627  */
2628 ssize_t filemap_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2629                 ssize_t already_read)
2630 {
2631         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2632         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2633         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2634         struct inode *inode = mapping->host;
2635         struct folio_batch fbatch;
2636         int i, error = 0;
2637         bool writably_mapped;
2638         loff_t isize, end_offset;
2639
2640         if (unlikely(iocb->ki_pos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2641                 return 0;
2642         if (unlikely(!iov_iter_count(iter)))
2643                 return 0;
2644
2645         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2646         folio_batch_init(&fbatch);
2647
2648         do {
2649                 cond_resched();
2650
2651                 /*
2652                  * If we've already successfully copied some data, then we
2653                  * can no longer safely return -EIOCBQUEUED. Hence mark
2654                  * an async read NOWAIT at that point.
2655                  */
2656                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) && already_read)
2657                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2658
2659                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= i_size_read(inode)))
2660                         break;
2661
2662                 error = filemap_get_pages(iocb, iter, &fbatch);
2663                 if (error < 0)
2664                         break;
2665
2666                 /*
2667                  * i_size must be checked after we know the pages are Uptodate.
2668                  *
2669                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2670                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2671                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2672                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2673                  */
2674                 isize = i_size_read(inode);
2675                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= isize))
2676                         goto put_folios;
2677                 end_offset = min_t(loff_t, isize, iocb->ki_pos + iter->count);
2678
2679                 /*
2680                  * Once we start copying data, we don't want to be touching any
2681                  * cachelines that might be contended:
2682                  */
2683                 writably_mapped = mapping_writably_mapped(mapping);
2684
2685                 /*
2686                  * When a read accesses the same folio several times, only
2687                  * mark it as accessed the first time.
2688                  */
2689                 if (!pos_same_folio(iocb->ki_pos, ra->prev_pos - 1,
2690                                                         fbatch.folios[0]))
2691                         folio_mark_accessed(fbatch.folios[0]);
2692
2693                 for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++) {
2694                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
2695                         size_t fsize = folio_size(folio);
2696                         size_t offset = iocb->ki_pos & (fsize - 1);
2697                         size_t bytes = min_t(loff_t, end_offset - iocb->ki_pos,
2698                                              fsize - offset);
2699                         size_t copied;
2700
2701                         if (end_offset < folio_pos(folio))
2702                                 break;
2703                         if (i > 0)
2704                                 folio_mark_accessed(folio);
2705                         /*
2706                          * If users can be writing to this folio using arbitrary
2707                          * virtual addresses, take care of potential aliasing
2708                          * before reading the folio on the kernel side.
2709                          */
2710                         if (writably_mapped)
2711                                 flush_dcache_folio(folio);
2712
2713                         copied = copy_folio_to_iter(folio, offset, bytes, iter);
2714
2715                         already_read += copied;
2716                         iocb->ki_pos += copied;
2717                         ra->prev_pos = iocb->ki_pos;
2718
2719                         if (copied < bytes) {
2720                                 error = -EFAULT;
2721                                 break;
2722                         }
2723                 }
2724 put_folios:
2725                 for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++)
2726                         folio_put(fbatch.folios[i]);
2727                 folio_batch_init(&fbatch);
2728         } while (iov_iter_count(iter) && iocb->ki_pos < isize && !error);
2729
2730         file_accessed(filp);
2731
2732         return already_read ? already_read : error;
2733 }
2734 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_read);
2735
2736 /**
2737  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2738  * @iocb:       kernel I/O control block
2739  * @iter:       destination for the data read
2740  *
2741  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2742  * that can use the page cache directly.
2743  *
2744  * The IOCB_NOWAIT flag in iocb->ki_flags indicates that -EAGAIN shall
2745  * be returned when no data can be read without waiting for I/O requests
2746  * to complete; it doesn't prevent readahead.
2747  *
2748  * The IOCB_NOIO flag in iocb->ki_flags indicates that no new I/O
2749  * requests shall be made for the read or for readahead.  When no data
2750  * can be read, -EAGAIN shall be returned.  When readahead would be
2751  * triggered, a partial, possibly empty read shall be returned.
2752  *
2753  * Return:
2754  * * number of bytes copied, even for partial reads
2755  * * negative error code (or 0 if IOCB_NOIO) if nothing was read
2756  */
2757 ssize_t
2758 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2759 {
2760         size_t count = iov_iter_count(iter);
2761         ssize_t retval = 0;
2762
2763         if (!count)
2764                 return 0; /* skip atime */
2765
2766         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2767                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2768                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2769                 struct inode *inode = mapping->host;
2770
2771                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2772                         if (filemap_range_needs_writeback(mapping, iocb->ki_pos,
2773                                                 iocb->ki_pos + count - 1))
2774                                 return -EAGAIN;
2775                 } else {
2776                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2777                                                 iocb->ki_pos,
2778                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2779                         if (retval < 0)
2780                                 return retval;
2781                 }
2782
2783                 file_accessed(file);
2784
2785                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2786                 if (retval >= 0) {
2787                         iocb->ki_pos += retval;
2788                         count -= retval;
2789                 }
2790                 if (retval != -EIOCBQUEUED)
2791                         iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2792
2793                 /*
2794                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2795                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2796                  * we've already read everything we wanted to, or if
2797                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2798                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2799                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2800                  * DAX files, so don't bother trying.
2801                  */
2802                 if (retval < 0 || !count || IS_DAX(inode))
2803                         return retval;
2804                 if (iocb->ki_pos >= i_size_read(inode))
2805                         return retval;
2806         }
2807
2808         return filemap_read(iocb, iter, retval);
2809 }
2810 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2811
2812 static inline loff_t folio_seek_hole_data(struct xa_state *xas,
2813                 struct address_space *mapping, struct folio *folio,
2814                 loff_t start, loff_t end, bool seek_data)
2815 {
2816         const struct address_space_operations *ops = mapping->a_ops;
2817         size_t offset, bsz = i_blocksize(mapping->host);
2818
2819         if (xa_is_value(folio) || folio_test_uptodate(folio))
2820                 return seek_data ? start : end;
2821         if (!ops->is_partially_uptodate)
2822                 return seek_data ? end : start;
2823
2824         xas_pause(xas);
2825         rcu_read_unlock();
2826         folio_lock(folio);
2827         if (unlikely(folio->mapping != mapping))
2828                 goto unlock;
2829
2830         offset = offset_in_folio(folio, start) & ~(bsz - 1);
2831
2832         do {
2833                 if (ops->is_partially_uptodate(folio, offset, bsz) ==
2834                                                         seek_data)
2835                         break;
2836                 start = (start + bsz) & ~(bsz - 1);
2837                 offset += bsz;
2838         } while (offset < folio_size(folio));
2839 unlock:
2840         folio_unlock(folio);
2841         rcu_read_lock();
2842         return start;
2843 }
2844
2845 static inline size_t seek_folio_size(struct xa_state *xas, struct folio *folio)
2846 {
2847         if (xa_is_value(folio))
2848                 return PAGE_SIZE << xa_get_order(xas->xa, xas->xa_index);
2849         return folio_size(folio);
2850 }
2851
2852 /**
2853  * mapping_seek_hole_data - Seek for SEEK_DATA / SEEK_HOLE in the page cache.
2854  * @mapping: Address space to search.
2855  * @start: First byte to consider.
2856  * @end: Limit of search (exclusive).
2857  * @whence: Either SEEK_HOLE or SEEK_DATA.
2858  *
2859  * If the page cache knows which blocks contain holes and which blocks
2860  * contain data, your filesystem can use this function to implement
2861  * SEEK_HOLE and SEEK_DATA.  This is useful for filesystems which are
2862  * entirely memory-based such as tmpfs, and filesystems which support
2863  * unwritten extents.
2864  *
2865  * Return: The requested offset on success, or -ENXIO if @whence specifies
2866  * SEEK_DATA and there is no data after @start.  There is an implicit hole
2867  * after @end - 1, so SEEK_HOLE returns @end if all the bytes between @start
2868  * and @end contain data.
2869  */
2870 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *mapping, loff_t start,
2871                 loff_t end, int whence)
2872 {
2873         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start >> PAGE_SHIFT);
2874         pgoff_t max = (end - 1) >> PAGE_SHIFT;
2875         bool seek_data = (whence == SEEK_DATA);
2876         struct folio *folio;
2877
2878         if (end <= start)
2879                 return -ENXIO;
2880
2881         rcu_read_lock();
2882         while ((folio = find_get_entry(&xas, max, XA_PRESENT))) {
2883                 loff_t pos = (u64)xas.xa_index << PAGE_SHIFT;
2884                 size_t seek_size;
2885
2886                 if (start < pos) {
2887                         if (!seek_data)
2888                                 goto unlock;
2889                         start = pos;
2890                 }
2891
2892                 seek_size = seek_folio_size(&xas, folio);
2893                 pos = round_up((u64)pos + 1, seek_size);
2894                 start = folio_seek_hole_data(&xas, mapping, folio, start, pos,
2895                                 seek_data);
2896                 if (start < pos)
2897                         goto unlock;
2898                 if (start >= end)
2899                         break;
2900                 if (seek_size > PAGE_SIZE)
2901                         xas_set(&xas, pos >> PAGE_SHIFT);
2902                 if (!xa_is_value(folio))
2903                         folio_put(folio);
2904         }
2905         if (seek_data)
2906                 start = -ENXIO;
2907 unlock:
2908         rcu_read_unlock();
2909         if (folio && !xa_is_value(folio))
2910                 folio_put(folio);
2911         if (start > end)
2912                 return end;
2913         return start;
2914 }
2915
2916 #ifdef CONFIG_MMU
2917 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2918 /*
2919  * lock_folio_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_lock
2920  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2921  * @folio - the folio to lock.
2922  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2923  *
2924  * This works similar to lock_folio_or_retry in that it can drop the
2925  * mmap_lock.  It differs in that it actually returns the folio locked
2926  * if it returns 1 and 0 if it couldn't lock the folio.  If we did have
2927  * to drop the mmap_lock then fpin will point to the pinned file and
2928  * needs to be fput()'ed at a later point.
2929  */
2930 static int lock_folio_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct folio *folio,
2931                                      struct file **fpin)
2932 {
2933         if (folio_trylock(folio))
2934                 return 1;
2935
2936         /*
2937          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2938          * the mmap_lock still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2939          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2940          */
2941         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2942                 return 0;
2943
2944         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2945         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2946                 if (__folio_lock_killable(folio)) {
2947                         /*
2948                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_lock,
2949                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2950                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2951                          * mmap_lock here and return 0 if we don't have a fpin.
2952                          */
2953                         if (*fpin == NULL)
2954                                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
2955                         return 0;
2956                 }
2957         } else
2958                 __folio_lock(folio);
2959
2960         return 1;
2961 }
2962
2963 /*
2964  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2965  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2966  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2967  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2968  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2969  */
2970 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2971 {
2972         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2973         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2974         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2975         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, vmf->pgoff);
2976         struct file *fpin = NULL;
2977         unsigned long vm_flags = vmf->vma->vm_flags;
2978         unsigned int mmap_miss;
2979
2980 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2981         /* Use the readahead code, even if readahead is disabled */
2982         if (vm_flags & VM_HUGEPAGE) {
2983                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2984                 ractl._index &= ~((unsigned long)HPAGE_PMD_NR - 1);
2985                 ra->size = HPAGE_PMD_NR;
2986                 /*
2987                  * Fetch two PMD folios, so we get the chance to actually
2988                  * readahead, unless we've been told not to.
2989                  */
2990                 if (!(vm_flags & VM_RAND_READ))
2991                         ra->size *= 2;
2992                 ra->async_size = HPAGE_PMD_NR;
2993                 page_cache_ra_order(&ractl, ra, HPAGE_PMD_ORDER);
2994                 return fpin;
2995         }
2996 #endif
2997
2998         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2999         if (vm_flags & VM_RAND_READ)
3000                 return fpin;
3001         if (!ra->ra_pages)
3002                 return fpin;
3003
3004         if (vm_flags & VM_SEQ_READ) {
3005                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3006                 page_cache_sync_ra(&ractl, ra->ra_pages);
3007                 return fpin;
3008         }
3009
3010         /* Avoid banging the cache line if not needed */
3011         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3012         if (mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
3013                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, ++mmap_miss);
3014
3015         /*
3016          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
3017          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
3018          */
3019         if (mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
3020                 return fpin;
3021
3022         /*
3023          * mmap read-around
3024          */
3025         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3026         ra->start = max_t(long, 0, vmf->pgoff - ra->ra_pages / 2);
3027         ra->size = ra->ra_pages;
3028         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
3029         ractl._index = ra->start;
3030         page_cache_ra_order(&ractl, ra, 0);
3031         return fpin;
3032 }
3033
3034 /*
3035  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
3036  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
3037  * was pinned if we have to drop the mmap_lock in order to do IO.
3038  */
3039 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
3040                                             struct folio *folio)
3041 {
3042         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3043         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
3044         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, file->f_mapping, vmf->pgoff);
3045         struct file *fpin = NULL;
3046         unsigned int mmap_miss;
3047
3048         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
3049         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ || !ra->ra_pages)
3050                 return fpin;
3051
3052         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3053         if (mmap_miss)
3054                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, --mmap_miss);
3055
3056         if (folio_test_readahead(folio)) {
3057                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3058                 page_cache_async_ra(&ractl, folio, ra->ra_pages);
3059         }
3060         return fpin;
3061 }
3062
3063 /**
3064  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
3065  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
3066  *
3067  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
3068  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
3069  *
3070  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
3071  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
3072  * having a lot of duplicated code.
3073  *
3074  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held on entry.
3075  *
3076  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_lock
3077  * may be dropped before doing I/O or by lock_folio_maybe_drop_mmap().
3078  *
3079  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_lock
3080  * has not been released.
3081  *
3082  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
3083  *
3084  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
3085  */
3086 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
3087 {
3088         int error;
3089         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3090         struct file *fpin = NULL;
3091         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3092         struct inode *inode = mapping->host;
3093         pgoff_t max_idx, index = vmf->pgoff;
3094         struct folio *folio;
3095         vm_fault_t ret = 0;
3096         bool mapping_locked = false;
3097
3098         max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3099         if (unlikely(index >= max_idx))
3100                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3101
3102         /*
3103          * Do we have something in the page cache already?
3104          */
3105         folio = filemap_get_folio(mapping, index);
3106         if (likely(folio)) {
3107                 /*
3108                  * We found the page, so try async readahead before waiting for
3109                  * the lock.
3110                  */
3111                 if (!(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED))
3112                         fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, folio);
3113                 if (unlikely(!folio_test_uptodate(folio))) {
3114                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3115                         mapping_locked = true;
3116                 }
3117         } else {
3118                 /* No page in the page cache at all */
3119                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
3120                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
3121                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
3122                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
3123 retry_find:
3124                 /*
3125                  * See comment in filemap_create_folio() why we need
3126                  * invalidate_lock
3127                  */
3128                 if (!mapping_locked) {
3129                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3130                         mapping_locked = true;
3131                 }
3132                 folio = __filemap_get_folio(mapping, index,
3133                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
3134                                           vmf->gfp_mask);
3135                 if (!folio) {
3136                         if (fpin)
3137                                 goto out_retry;
3138                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3139                         return VM_FAULT_OOM;
3140                 }
3141         }
3142
3143         if (!lock_folio_maybe_drop_mmap(vmf, folio, &fpin))
3144                 goto out_retry;
3145
3146         /* Did it get truncated? */
3147         if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
3148                 folio_unlock(folio);
3149                 folio_put(folio);
3150                 goto retry_find;
3151         }
3152         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, index), folio);
3153
3154         /*
3155          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
3156          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
3157          */
3158         if (unlikely(!folio_test_uptodate(folio))) {
3159                 /*
3160                  * The page was in cache and uptodate and now it is not.
3161                  * Strange but possible since we didn't hold the page lock all
3162                  * the time. Let's drop everything get the invalidate lock and
3163                  * try again.
3164                  */
3165                 if (!mapping_locked) {
3166                         folio_unlock(folio);
3167                         folio_put(folio);
3168                         goto retry_find;
3169                 }
3170                 goto page_not_uptodate;
3171         }
3172
3173         /*
3174          * We've made it this far and we had to drop our mmap_lock, now is the
3175          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
3176          * redo the fault.
3177          */
3178         if (fpin) {
3179                 folio_unlock(folio);
3180                 goto out_retry;
3181         }
3182         if (mapping_locked)
3183                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3184
3185         /*
3186          * Found the page and have a reference on it.
3187          * We must recheck i_size under page lock.
3188          */
3189         max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3190         if (unlikely(index >= max_idx)) {
3191                 folio_unlock(folio);
3192                 folio_put(folio);
3193                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3194         }
3195
3196         vmf->page = folio_file_page(folio, index);
3197         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
3198
3199 page_not_uptodate:
3200         /*
3201          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
3202          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
3203          * because there really aren't any performance issues here
3204          * and we need to check for errors.
3205          */
3206         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3207         error = filemap_read_folio(file, mapping->a_ops->read_folio, folio);
3208         if (fpin)
3209                 goto out_retry;
3210         folio_put(folio);
3211
3212         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
3213                 goto retry_find;
3214         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3215
3216         return VM_FAULT_SIGBUS;
3217
3218 out_retry:
3219         /*
3220          * We dropped the mmap_lock, we need to return to the fault handler to
3221          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
3222          * page.
3223          */
3224         if (folio)
3225                 folio_put(folio);
3226         if (mapping_locked)
3227                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3228         if (fpin)
3229                 fput(fpin);
3230         return ret | VM_FAULT_RETRY;
3231 }
3232 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
3233
3234 static bool filemap_map_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page)
3235 {
3236         struct mm_struct *mm = vmf->vma->vm_mm;
3237
3238         /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
3239         if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd)) {
3240                 unlock_page(page);
3241                 put_page(page);
3242                 return true;
3243         }
3244
3245         if (pmd_none(*vmf->pmd) && PageTransHuge(page)) {
3246                 vm_fault_t ret = do_set_pmd(vmf, page);
3247                 if (!ret) {
3248                         /* The page is mapped successfully, reference consumed. */
3249                         unlock_page(page);
3250                         return true;
3251                 }
3252         }
3253
3254         if (pmd_none(*vmf->pmd))
3255                 pmd_install(mm, vmf->pmd, &vmf->prealloc_pte);
3256
3257         /* See comment in handle_pte_fault() */
3258         if (pmd_devmap_trans_unstable(vmf->pmd)) {
3259                 unlock_page(page);
3260                 put_page(page);
3261                 return true;
3262         }
3263
3264         return false;
3265 }
3266
3267 static struct folio *next_uptodate_page(struct folio *folio,
3268                                        struct address_space *mapping,
3269                                        struct xa_state *xas, pgoff_t end_pgoff)
3270 {
3271         unsigned long max_idx;
3272
3273         do {
3274                 if (!folio)
3275                         return NULL;
3276                 if (xas_retry(xas, folio))
3277                         continue;
3278                 if (xa_is_value(folio))
3279                         continue;
3280                 if (folio_test_locked(folio))
3281                         continue;
3282                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
3283                         continue;
3284                 /* Has the page moved or been split? */
3285                 if (unlikely(folio != xas_reload(xas)))
3286                         goto skip;
3287                 if (!folio_test_uptodate(folio) || folio_test_readahead(folio))
3288                         goto skip;
3289                 if (!folio_trylock(folio))
3290                         goto skip;
3291                 if (folio->mapping != mapping)
3292                         goto unlock;
3293                 if (!folio_test_uptodate(folio))
3294                         goto unlock;
3295                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
3296                 if (xas->xa_index >= max_idx)
3297                         goto unlock;
3298                 return folio;
3299 unlock:
3300                 folio_unlock(folio);
3301 skip:
3302                 folio_put(folio);
3303         } while ((folio = xas_next_entry(xas, end_pgoff)) != NULL);
3304
3305         return NULL;
3306 }
3307
3308 static inline struct folio *first_map_page(struct address_space *mapping,
3309                                           struct xa_state *xas,
3310                                           pgoff_t end_pgoff)
3311 {
3312         return next_uptodate_page(xas_find(xas, end_pgoff),
3313                                   mapping, xas, end_pgoff);
3314 }
3315
3316 static inline struct folio *next_map_page(struct address_space *mapping,
3317                                          struct xa_state *xas,
3318                                          pgoff_t end_pgoff)
3319 {
3320         return next_uptodate_page(xas_next_entry(xas, end_pgoff),
3321                                   mapping, xas, end_pgoff);
3322 }
3323
3324 vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3325                              pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
3326 {
3327         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
3328         struct file *file = vma->vm_file;
3329         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3330         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
3331         unsigned long addr;
3332         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
3333         struct folio *folio;
3334         struct page *page;
3335         unsigned int mmap_miss = READ_ONCE(file->f_ra.mmap_miss);
3336         vm_fault_t ret = 0;
3337
3338         rcu_read_lock();
3339         folio = first_map_page(mapping, &xas, end_pgoff);
3340         if (!folio)
3341                 goto out;
3342
3343         if (filemap_map_pmd(vmf, &folio->page)) {
3344                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3345                 goto out;
3346         }
3347
3348         addr = vma->vm_start + ((start_pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
3349         vmf->pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, vmf->pmd, addr, &vmf->ptl);
3350         do {
3351 again:
3352                 page = folio_file_page(folio, xas.xa_index);
3353                 if (PageHWPoison(page))
3354                         goto unlock;
3355
3356                 if (mmap_miss > 0)
3357                         mmap_miss--;
3358
3359                 addr += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
3360                 vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
3361                 last_pgoff = xas.xa_index;
3362
3363                 /*
3364                  * NOTE: If there're PTE markers, we'll leave them to be
3365                  * handled in the specific fault path, and it'll prohibit the
3366                  * fault-around logic.
3367                  */
3368                 if (!pte_none(*vmf->pte))
3369                         goto unlock;
3370
3371                 /* We're about to handle the fault */
3372                 if (vmf->address == addr)
3373                         ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3374
3375                 do_set_pte(vmf, page, addr);
3376                 /* no need to invalidate: a not-present page won't be cached */
3377                 update_mmu_cache(vma, addr, vmf->pte);
3378                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, end_pgoff)) {
3379                         xas.xa_index++;
3380                         folio_ref_inc(folio);
3381                         goto again;
3382                 }
3383                 folio_unlock(folio);
3384                 continue;
3385 unlock:
3386                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, end_pgoff)) {
3387                         xas.xa_index++;
3388                         goto again;
3389                 }
3390                 folio_unlock(folio);
3391                 folio_put(folio);
3392         } while ((folio = next_map_page(mapping, &xas, end_pgoff)) != NULL);
3393         pte_unmap_unlock(vmf->pte, vmf->ptl);
3394 out:
3395         rcu_read_unlock();
3396         WRITE_ONCE(file->f_ra.mmap_miss, mmap_miss);
3397         return ret;
3398 }
3399 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
3400
3401 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3402 {
3403         struct address_space *mapping = vmf->vma->vm_file->f_mapping;
3404         struct folio *folio = page_folio(vmf->page);
3405         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
3406
3407         sb_start_pagefault(mapping->host->i_sb);
3408         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
3409         folio_lock(folio);
3410         if (folio->mapping != mapping) {
3411                 folio_unlock(folio);
3412                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3413                 goto out;
3414         }
3415         /*
3416          * We mark the folio dirty already here so that when freeze is in
3417          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
3418          * see the dirty folio and writeprotect it again.
3419          */
3420         folio_mark_dirty(folio);
3421         folio_wait_stable(folio);
3422 out:
3423         sb_end_pagefault(mapping->host->i_sb);
3424         return ret;
3425 }
3426
3427 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
3428         .fault          = filemap_fault,
3429         .map_pages      = filemap_map_pages,
3430         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
3431 };
3432
3433 /* This is used for a general mmap of a disk file */
3434
3435 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3436 {
3437         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3438
3439         if (!mapping->a_ops->read_folio)
3440                 return -ENOEXEC;
3441         file_accessed(file);
3442         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
3443         return 0;
3444 }
3445
3446 /*
3447  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
3448  */
3449 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3450 {
3451         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
3452                 return -EINVAL;
3453         return generic_file_mmap(file, vma);
3454 }
3455 #else
3456 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3457 {
3458         return VM_FAULT_SIGBUS;
3459 }
3460 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3461 {
3462         return -ENOSYS;
3463 }
3464 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3465 {
3466         return -ENOSYS;
3467 }
3468 #endif /* CONFIG_MMU */
3469
3470 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
3471 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
3472 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
3473
3474 static struct folio *do_read_cache_folio(struct address_space *mapping,
3475                 pgoff_t index, filler_t filler, struct file *file, gfp_t gfp)
3476 {
3477         struct folio *folio;
3478         int err;
3479
3480         if (!filler)
3481                 filler = mapping->a_ops->read_folio;
3482 repeat:
3483         folio = filemap_get_folio(mapping, index);
3484         if (!folio) {
3485                 folio = filemap_alloc_folio(gfp, 0);
3486                 if (!folio)
3487                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3488                 err = filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp);
3489                 if (unlikely(err)) {
3490                         folio_put(folio);
3491                         if (err == -EEXIST)
3492                                 goto repeat;
3493                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
3494                         return ERR_PTR(err);
3495                 }
3496
3497                 goto filler;
3498         }
3499         if (folio_test_uptodate(folio))
3500                 goto out;
3501
3502         if (!folio_trylock(folio)) {
3503                 folio_put_wait_locked(folio, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3504                 goto repeat;
3505         }
3506
3507         /* Folio was truncated from mapping */
3508         if (!folio->mapping) {
3509                 folio_unlock(folio);
3510                 folio_put(folio);
3511                 goto repeat;
3512         }
3513
3514         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
3515         if (folio_test_uptodate(folio)) {
3516                 folio_unlock(folio);
3517                 goto out;
3518         }
3519
3520 filler:
3521         err = filemap_read_folio(file, filler, folio);
3522         if (err) {
3523                 folio_put(folio);
3524                 if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
3525                         goto repeat;
3526                 return ERR_PTR(err);
3527         }
3528
3529 out:
3530         folio_mark_accessed(folio);
3531         return folio;
3532 }
3533
3534 /**
3535  * read_cache_folio - Read into page cache, fill it if needed.
3536  * @mapping: The address_space to read from.
3537  * @index: The index to read.
3538  * @filler: Function to perform the read, or NULL to use aops->read_folio().
3539  * @file: Passed to filler function, may be NULL if not required.
3540  *
3541  * Read one page into the page cache.  If it succeeds, the folio returned
3542  * will contain @index, but it may not be the first page of the folio.
3543  *
3544  * If the filler function returns an error, it will be returned to the
3545  * caller.
3546  *
3547  * Context: May sleep.  Expects mapping->invalidate_lock to be held.
3548  * Return: An uptodate folio on success, ERR_PTR() on failure.
3549  */
3550 struct folio *read_cache_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
3551                 filler_t filler, struct file *file)
3552 {
3553         return do_read_cache_folio(mapping, index, filler, file,
3554                         mapping_gfp_mask(mapping));
3555 }
3556 EXPORT_SYMBOL(read_cache_folio);
3557
3558 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
3559                 pgoff_t index, filler_t *filler, struct file *file, gfp_t gfp)
3560 {
3561         struct folio *folio;
3562
3563         folio = do_read_cache_folio(mapping, index, filler, file, gfp);
3564         if (IS_ERR(folio))
3565                 return &folio->page;
3566         return folio_file_page(folio, index);
3567 }
3568
3569 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
3570                         pgoff_t index, filler_t *filler, struct file *file)
3571 {
3572         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, file,
3573                         mapping_gfp_mask(mapping));
3574 }
3575 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
3576
3577 /**
3578  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
3579  * @mapping:    the page's address_space
3580  * @index:      the page index
3581  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
3582  *
3583  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
3584  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
3585  *
3586  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3587  *
3588  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3589  *
3590  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3591  */
3592 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
3593                                 pgoff_t index,
3594                                 gfp_t gfp)
3595 {
3596         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
3597 }
3598 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
3599
3600 /*
3601  * Warn about a page cache invalidation failure during a direct I/O write.
3602  */
3603 void dio_warn_stale_pagecache(struct file *filp)
3604 {
3605         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, 86400 * HZ, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3606         char pathname[128];
3607         char *path;
3608
3609         errseq_set(&filp->f_mapping->wb_err, -EIO);
3610         if (__ratelimit(&_rs)) {
3611                 path = file_path(filp, pathname, sizeof(pathname));
3612                 if (IS_ERR(path))
3613                         path = "(unknown)";
3614                 pr_crit("Page cache invalidation failure on direct I/O.  Possible data corruption due to collision with buffered I/O!\n");
3615                 pr_crit("File: %s PID: %d Comm: %.20s\n", path, current->pid,
3616                         current->comm);
3617         }
3618 }
3619
3620 ssize_t
3621 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3622 {
3623         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3624         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3625         struct inode    *inode = mapping->host;
3626         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3627         ssize_t         written;
3628         size_t          write_len;
3629         pgoff_t         end;
3630
3631         write_len = iov_iter_count(from);
3632         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3633
3634         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3635                 /* If there are pages to writeback, return */
3636                 if (filemap_range_has_page(file->f_mapping, pos,
3637                                            pos + write_len - 1))
3638                         return -EAGAIN;
3639         } else {
3640                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3641                                                         pos + write_len - 1);
3642                 if (written)
3643                         goto out;
3644         }
3645
3646         /*
3647          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3648          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3649          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3650          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3651          */
3652         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3653                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3654         /*
3655          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3656          * to buffered write.
3657          */
3658         if (written) {
3659                 if (written == -EBUSY)
3660                         return 0;
3661                 goto out;
3662         }
3663
3664         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3665
3666         /*
3667          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3668          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3669          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3670          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3671          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3672          * fails, tough, the write still worked...
3673          *
3674          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3675          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3676          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3677          * them by removing it completely.
3678          *
3679          * Noticeable example is a blkdev_direct_IO().
3680          *
3681          * Skip invalidation for async writes or if mapping has no pages.
3682          */
3683         if (written > 0 && mapping->nrpages &&
3684             invalidate_inode_pages2_range(mapping, pos >> PAGE_SHIFT, end))
3685                 dio_warn_stale_pagecache(file);
3686
3687         if (written > 0) {
3688                 pos += written;
3689                 write_len -= written;
3690                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3691                         i_size_write(inode, pos);
3692                         mark_inode_dirty(inode);
3693                 }
3694                 iocb->ki_pos = pos;
3695         }
3696         if (written != -EIOCBQUEUED)
3697                 iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3698 out:
3699         return written;
3700 }
3701 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3702
3703 ssize_t generic_perform_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *i)
3704 {
3705         struct file *file = iocb->ki_filp;
3706         loff_t pos = iocb->ki_pos;
3707         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3708         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3709         long status = 0;
3710         ssize_t written = 0;
3711
3712         do {
3713                 struct page *page;
3714                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3715                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3716                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3717                 void *fsdata;
3718
3719                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3720                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3721                                                 iov_iter_count(i));
3722
3723 again:
3724                 /*
3725                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3726                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3727                  * same page as we're writing to, without it being marked
3728                  * up-to-date.
3729                  */
3730                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes) == bytes)) {
3731                         status = -EFAULT;
3732                         break;
3733                 }
3734
3735                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3736                         status = -EINTR;
3737                         break;
3738                 }
3739
3740                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes,
3741                                                 &page, &fsdata);
3742                 if (unlikely(status < 0))
3743                         break;
3744
3745                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3746                         flush_dcache_page(page);
3747
3748                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, bytes, i);
3749                 flush_dcache_page(page);
3750
3751                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3752                                                 page, fsdata);
3753                 if (unlikely(status != copied)) {
3754                         iov_iter_revert(i, copied - max(status, 0L));
3755                         if (unlikely(status < 0))
3756                                 break;
3757                 }
3758                 cond_resched();
3759
3760                 if (unlikely(status == 0)) {
3761                         /*
3762                          * A short copy made ->write_end() reject the
3763                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
3764                          * halfway through, might be a race with munmap,
3765                          * might be severe memory pressure.
3766                          */
3767                         if (copied)
3768                                 bytes = copied;
3769                         goto again;
3770                 }
3771                 pos += status;
3772                 written += status;
3773
3774                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3775         } while (iov_iter_count(i));
3776
3777         return written ? written : status;
3778 }
3779 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3780
3781 /**
3782  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3783  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3784  * @from:       iov_iter with data to write
3785  *
3786  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3787  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3788  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3789  * do direct IO or a standard buffered write.
3790  *
3791  * It expects i_rwsem to be grabbed unless we work on a block device or similar
3792  * object which does not need locking at all.
3793  *
3794  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3795  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3796  * avoid syncing under i_rwsem.
3797  *
3798  * Return:
3799  * * number of bytes written, even for truncated writes
3800  * * negative error code if no data has been written at all
3801  */
3802 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3803 {
3804         struct file *file = iocb->ki_filp;
3805         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3806         struct inode    *inode = mapping->host;
3807         ssize_t         written = 0;
3808         ssize_t         err;
3809         ssize_t         status;
3810
3811         /* We can write back this queue in page reclaim */
3812         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3813         err = file_remove_privs(file);
3814         if (err)
3815                 goto out;
3816
3817         err = file_update_time(file);
3818         if (err)
3819                 goto out;
3820
3821         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3822                 loff_t pos, endbyte;
3823
3824                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3825                 /*
3826                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3827                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3828                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3829                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3830                  * page-cache pages correctly).
3831                  */
3832                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3833                         goto out;
3834
3835                 pos = iocb->ki_pos;
3836                 status = generic_perform_write(iocb, from);
3837                 /*
3838                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3839                  * then we want to return the number of bytes which were
3840                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3841                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3842                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3843                  */
3844                 if (unlikely(status < 0)) {
3845                         err = status;
3846                         goto out;
3847                 }
3848                 /*
3849                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3850                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3851                  * semantics.
3852                  */
3853                 endbyte = pos + status - 1;
3854                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3855                 if (err == 0) {
3856                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3857                         written += status;
3858                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3859                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3860                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3861                 } else {
3862                         /*
3863                          * We don't know how much we wrote, so just return
3864                          * the number of bytes which were direct-written
3865                          */
3866                 }
3867         } else {
3868                 written = generic_perform_write(iocb, from);
3869                 if (likely(written > 0))
3870                         iocb->ki_pos += written;
3871         }
3872 out:
3873         current->backing_dev_info = NULL;
3874         return written ? written : err;
3875 }
3876 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3877
3878 /**
3879  * generic_file_write_iter - write data to a file
3880  * @iocb:       IO state structure
3881  * @from:       iov_iter with data to write
3882  *
3883  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3884  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3885  * and acquires i_rwsem as needed.
3886  * Return:
3887  * * negative error code if no data has been written at all of
3888  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3889  * * number of bytes written, even for truncated writes
3890  */
3891 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3892 {
3893         struct file *file = iocb->ki_filp;
3894         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3895         ssize_t ret;
3896
3897         inode_lock(inode);
3898         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3899         if (ret > 0)
3900                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3901         inode_unlock(inode);
3902
3903         if (ret > 0)
3904                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3905         return ret;
3906 }
3907 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3908
3909 /**
3910  * filemap_release_folio() - Release fs-specific metadata on a folio.
3911  * @folio: The folio which the kernel is trying to free.
3912  * @gfp: Memory allocation flags (and I/O mode).
3913  *
3914  * The address_space is trying to release any data attached to a folio
3915  * (presumably at folio->private).
3916  *
3917  * This will also be called if the private_2 flag is set on a page,
3918  * indicating that the folio has other metadata associated with it.
3919  *
3920  * The @gfp argument specifies whether I/O may be performed to release
3921  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block
3922  * (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3923  *
3924  * Return: %true if the release was successful, otherwise %false.
3925  */
3926 bool filemap_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp)
3927 {
3928         struct address_space * const mapping = folio->mapping;
3929
3930         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
3931         if (folio_test_writeback(folio))
3932                 return false;
3933
3934         if (mapping && mapping->a_ops->release_folio)
3935                 return mapping->a_ops->release_folio(folio, gfp);
3936         return try_to_free_buffers(folio);
3937 }
3938 EXPORT_SYMBOL(filemap_release_folio);