d5462d706f76d76c0ddb269c4cfa3565265d2192
[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/mman.h>
25 #include <linux/pagemap.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/error-injection.h>
29 #include <linux/hash.h>
30 #include <linux/writeback.h>
31 #include <linux/backing-dev.h>
32 #include <linux/pagevec.h>
33 #include <linux/blkdev.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/cleancache.h>
39 #include <linux/shmem_fs.h>
40 #include <linux/rmap.h>
41 #include <linux/delayacct.h>
42 #include <linux/psi.h>
43 #include "internal.h"
44
45 #define CREATE_TRACE_POINTS
46 #include <trace/events/filemap.h>
47
48 /*
49  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
50  */
51 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
52
53 #include <asm/mman.h>
54
55 /*
56  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
57  * though.
58  *
59  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
60  *
61  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
62  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
63  *
64  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
65  */
66
67 /*
68  * Lock ordering:
69  *
70  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
71  *    ->private_lock            (__free_pte->__set_page_dirty_buffers)
72  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
73  *        ->i_pages lock
74  *
75  *  ->i_mutex
76  *    ->i_mmap_rwsem            (truncate->unmap_mapping_range)
77  *
78  *  ->mmap_sem
79  *    ->i_mmap_rwsem
80  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
81  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
82  *
83  *  ->mmap_sem
84  *    ->lock_page               (access_process_vm)
85  *
86  *  ->i_mutex                   (generic_perform_write)
87  *    ->mmap_sem                (fault_in_pages_readable->do_page_fault)
88  *
89  *  bdi->wb.list_lock
90  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
91  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
92  *
93  *  ->i_mmap_rwsem
94  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
95  *
96  *  ->anon_vma.lock
97  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
98  *
99  *  ->page_table_lock or pte_lock
100  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
101  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
102  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
103  *    ->pgdat->lru_lock         (follow_page->mark_page_accessed)
104  *    ->pgdat->lru_lock         (check_pte_range->isolate_lru_page)
105  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
106  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
107  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
108  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
109  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
110  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
111  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
112  *    ->private_lock            (zap_pte_range->__set_page_dirty_buffers)
113  *
114  * ->i_mmap_rwsem
115  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
116  */
117
118 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
119                                    struct page *page, void *shadow)
120 {
121         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, page->index);
122         unsigned int nr = 1;
123
124         mapping_set_update(&xas, mapping);
125
126         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
127         if (!PageHuge(page)) {
128                 xas_set_order(&xas, page->index, compound_order(page));
129                 nr = compound_nr(page);
130         }
131
132         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
133         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
134         VM_BUG_ON_PAGE(nr != 1 && shadow, page);
135
136         xas_store(&xas, shadow);
137         xas_init_marks(&xas);
138
139         page->mapping = NULL;
140         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
141
142         if (shadow) {
143                 mapping->nrexceptional += nr;
144                 /*
145                  * Make sure the nrexceptional update is committed before
146                  * the nrpages update so that final truncate racing
147                  * with reclaim does not see both counters 0 at the
148                  * same time and miss a shadow entry.
149                  */
150                 smp_wmb();
151         }
152         mapping->nrpages -= nr;
153 }
154
155 static void unaccount_page_cache_page(struct address_space *mapping,
156                                       struct page *page)
157 {
158         int nr;
159
160         /*
161          * if we're uptodate, flush out into the cleancache, otherwise
162          * invalidate any existing cleancache entries.  We can't leave
163          * stale data around in the cleancache once our page is gone
164          */
165         if (PageUptodate(page) && PageMappedToDisk(page))
166                 cleancache_put_page(page);
167         else
168                 cleancache_invalidate_page(mapping, page);
169
170         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
171         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
172         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(page_mapped(page))) {
173                 int mapcount;
174
175                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
176                          current->comm, page_to_pfn(page));
177                 dump_page(page, "still mapped when deleted");
178                 dump_stack();
179                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
180
181                 mapcount = page_mapcount(page);
182                 if (mapping_exiting(mapping) &&
183                     page_count(page) >= mapcount + 2) {
184                         /*
185                          * All vmas have already been torn down, so it's
186                          * a good bet that actually the page is unmapped,
187                          * and we'd prefer not to leak it: if we're wrong,
188                          * some other bad page check should catch it later.
189                          */
190                         page_mapcount_reset(page);
191                         page_ref_sub(page, mapcount);
192                 }
193         }
194
195         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
196         if (PageHuge(page))
197                 return;
198
199         nr = hpage_nr_pages(page);
200
201         __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FILE_PAGES, -nr);
202         if (PageSwapBacked(page)) {
203                 __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SHMEM, -nr);
204                 if (PageTransHuge(page))
205                         __dec_node_page_state(page, NR_SHMEM_THPS);
206         } else {
207                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(page), page);
208         }
209
210         /*
211          * At this point page must be either written or cleaned by
212          * truncate.  Dirty page here signals a bug and loss of
213          * unwritten data.
214          *
215          * This fixes dirty accounting after removing the page entirely
216          * but leaves PageDirty set: it has no effect for truncated
217          * page and anyway will be cleared before returning page into
218          * buddy allocator.
219          */
220         if (WARN_ON_ONCE(PageDirty(page)))
221                 account_page_cleaned(page, mapping, inode_to_wb(mapping->host));
222 }
223
224 /*
225  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
226  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
227  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
228  */
229 void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow)
230 {
231         struct address_space *mapping = page->mapping;
232
233         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(page);
234
235         unaccount_page_cache_page(mapping, page);
236         page_cache_delete(mapping, page, shadow);
237 }
238
239 static void page_cache_free_page(struct address_space *mapping,
240                                 struct page *page)
241 {
242         void (*freepage)(struct page *);
243
244         freepage = mapping->a_ops->freepage;
245         if (freepage)
246                 freepage(page);
247
248         if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page)) {
249                 page_ref_sub(page, HPAGE_PMD_NR);
250                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) <= 0, page);
251         } else {
252                 put_page(page);
253         }
254 }
255
256 /**
257  * delete_from_page_cache - delete page from page cache
258  * @page: the page which the kernel is trying to remove from page cache
259  *
260  * This must be called only on pages that have been verified to be in the page
261  * cache and locked.  It will never put the page into the free list, the caller
262  * has a reference on the page.
263  */
264 void delete_from_page_cache(struct page *page)
265 {
266         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
267         unsigned long flags;
268
269         BUG_ON(!PageLocked(page));
270         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
271         __delete_from_page_cache(page, NULL);
272         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
273
274         page_cache_free_page(mapping, page);
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(delete_from_page_cache);
277
278 /*
279  * page_cache_delete_batch - delete several pages from page cache
280  * @mapping: the mapping to which pages belong
281  * @pvec: pagevec with pages to delete
282  *
283  * The function walks over mapping->i_pages and removes pages passed in @pvec
284  * from the mapping. The function expects @pvec to be sorted by page index.
285  * It tolerates holes in @pvec (mapping entries at those indices are not
286  * modified). The function expects only THP head pages to be present in the
287  * @pvec and takes care to delete all corresponding tail pages from the
288  * mapping as well.
289  *
290  * The function expects the i_pages lock to be held.
291  */
292 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
293                              struct pagevec *pvec)
294 {
295         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, pvec->pages[0]->index);
296         int total_pages = 0;
297         int i = 0, tail_pages = 0;
298         struct page *page;
299
300         mapping_set_update(&xas, mapping);
301         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
302                 if (i >= pagevec_count(pvec) && !tail_pages)
303                         break;
304                 if (xa_is_value(page))
305                         continue;
306                 if (!tail_pages) {
307                         /*
308                          * Some page got inserted in our range? Skip it. We
309                          * have our pages locked so they are protected from
310                          * being removed.
311                          */
312                         if (page != pvec->pages[i]) {
313                                 VM_BUG_ON_PAGE(page->index >
314                                                 pvec->pages[i]->index, page);
315                                 continue;
316                         }
317                         WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
318                         if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page))
319                                 tail_pages = HPAGE_PMD_NR - 1;
320                         page->mapping = NULL;
321                         /*
322                          * Leave page->index set: truncation lookup relies
323                          * upon it
324                          */
325                         i++;
326                 } else {
327                         VM_BUG_ON_PAGE(page->index + HPAGE_PMD_NR - tail_pages
328                                         != pvec->pages[i]->index, page);
329                         tail_pages--;
330                 }
331                 xas_store(&xas, NULL);
332                 total_pages++;
333         }
334         mapping->nrpages -= total_pages;
335 }
336
337 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
338                                   struct pagevec *pvec)
339 {
340         int i;
341         unsigned long flags;
342
343         if (!pagevec_count(pvec))
344                 return;
345
346         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
347         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
348                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(pvec->pages[i]);
349
350                 unaccount_page_cache_page(mapping, pvec->pages[i]);
351         }
352         page_cache_delete_batch(mapping, pvec);
353         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
354
355         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++)
356                 page_cache_free_page(mapping, pvec->pages[i]);
357 }
358
359 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
360 {
361         int ret = 0;
362         /* Check for outstanding write errors */
363         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
364             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
365                 ret = -ENOSPC;
366         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
367             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
368                 ret = -EIO;
369         return ret;
370 }
371 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
372
373 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
374 {
375         /* Check for outstanding write errors */
376         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
377                 return -EIO;
378         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
379                 return -ENOSPC;
380         return 0;
381 }
382
383 /**
384  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
385  * @mapping:    address space structure to write
386  * @start:      offset in bytes where the range starts
387  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
388  * @sync_mode:  enable synchronous operation
389  *
390  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
391  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
392  *
393  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
394  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
395  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
396  * be waited upon, and not just skipped over.
397  *
398  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
399  */
400 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
401                                 loff_t end, int sync_mode)
402 {
403         int ret;
404         struct writeback_control wbc = {
405                 .sync_mode = sync_mode,
406                 .nr_to_write = LONG_MAX,
407                 .range_start = start,
408                 .range_end = end,
409         };
410
411         if (!mapping_cap_writeback_dirty(mapping) ||
412             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
413                 return 0;
414
415         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, mapping->host);
416         ret = do_writepages(mapping, &wbc);
417         wbc_detach_inode(&wbc);
418         return ret;
419 }
420
421 static inline int __filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping,
422         int sync_mode)
423 {
424         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, 0, LLONG_MAX, sync_mode);
425 }
426
427 int filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping)
428 {
429         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_ALL);
430 }
431 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite);
432
433 int filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
434                                 loff_t end)
435 {
436         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end, WB_SYNC_ALL);
437 }
438 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_range);
439
440 /**
441  * filemap_flush - mostly a non-blocking flush
442  * @mapping:    target address_space
443  *
444  * This is a mostly non-blocking flush.  Not suitable for data-integrity
445  * purposes - I/O may not be started against all dirty pages.
446  *
447  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
448  */
449 int filemap_flush(struct address_space *mapping)
450 {
451         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_NONE);
452 }
453 EXPORT_SYMBOL(filemap_flush);
454
455 /**
456  * filemap_range_has_page - check if a page exists in range.
457  * @mapping:           address space within which to check
458  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
459  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
460  *
461  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
462  * direct writing in this range will trigger a writeback.
463  *
464  * Return: %true if at least one page exists in the specified range,
465  * %false otherwise.
466  */
467 bool filemap_range_has_page(struct address_space *mapping,
468                            loff_t start_byte, loff_t end_byte)
469 {
470         struct page *page;
471         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
472         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
473
474         if (end_byte < start_byte)
475                 return false;
476
477         rcu_read_lock();
478         for (;;) {
479                 page = xas_find(&xas, max);
480                 if (xas_retry(&xas, page))
481                         continue;
482                 /* Shadow entries don't count */
483                 if (xa_is_value(page))
484                         continue;
485                 /*
486                  * We don't need to try to pin this page; we're about to
487                  * release the RCU lock anyway.  It is enough to know that
488                  * there was a page here recently.
489                  */
490                 break;
491         }
492         rcu_read_unlock();
493
494         return page != NULL;
495 }
496 EXPORT_SYMBOL(filemap_range_has_page);
497
498 static void __filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping,
499                                      loff_t start_byte, loff_t end_byte)
500 {
501         pgoff_t index = start_byte >> PAGE_SHIFT;
502         pgoff_t end = end_byte >> PAGE_SHIFT;
503         struct pagevec pvec;
504         int nr_pages;
505
506         if (end_byte < start_byte)
507                 return;
508
509         pagevec_init(&pvec);
510         while (index <= end) {
511                 unsigned i;
512
513                 nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index,
514                                 end, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
515                 if (!nr_pages)
516                         break;
517
518                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
519                         struct page *page = pvec.pages[i];
520
521                         wait_on_page_writeback(page);
522                         ClearPageError(page);
523                 }
524                 pagevec_release(&pvec);
525                 cond_resched();
526         }
527 }
528
529 /**
530  * filemap_fdatawait_range - wait for writeback to complete
531  * @mapping:            address space structure to wait for
532  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
533  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
534  *
535  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
536  * in the given range and wait for all of them.  Check error status of
537  * the address space and return it.
538  *
539  * Since the error status of the address space is cleared by this function,
540  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
541  * reporting the error.
542  *
543  * Return: error status of the address space.
544  */
545 int filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping, loff_t start_byte,
546                             loff_t end_byte)
547 {
548         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
549         return filemap_check_errors(mapping);
550 }
551 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range);
552
553 /**
554  * filemap_fdatawait_range_keep_errors - wait for writeback to complete
555  * @mapping:            address space structure to wait for
556  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
557  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
558  *
559  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space in the
560  * given range and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait_range(),
561  * this function does not clear error status of the address space.
562  *
563  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
564  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
565  * fsfreeze(8)
566  */
567 int filemap_fdatawait_range_keep_errors(struct address_space *mapping,
568                 loff_t start_byte, loff_t end_byte)
569 {
570         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
571         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
572 }
573 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range_keep_errors);
574
575 /**
576  * file_fdatawait_range - wait for writeback to complete
577  * @file:               file pointing to address space structure to wait for
578  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
579  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
580  *
581  * Walk the list of under-writeback pages of the address space that file
582  * refers to, in the given range and wait for all of them.  Check error
583  * status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor and return it.
584  *
585  * Since the error status of the file is advanced by this function,
586  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
587  * reporting the error.
588  *
589  * Return: error status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor.
590  */
591 int file_fdatawait_range(struct file *file, loff_t start_byte, loff_t end_byte)
592 {
593         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
594
595         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
596         return file_check_and_advance_wb_err(file);
597 }
598 EXPORT_SYMBOL(file_fdatawait_range);
599
600 /**
601  * filemap_fdatawait_keep_errors - wait for writeback without clearing errors
602  * @mapping: address space structure to wait for
603  *
604  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
605  * and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait(), this function
606  * does not clear error status of the address space.
607  *
608  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
609  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
610  * fsfreeze(8)
611  *
612  * Return: error status of the address space.
613  */
614 int filemap_fdatawait_keep_errors(struct address_space *mapping)
615 {
616         __filemap_fdatawait_range(mapping, 0, LLONG_MAX);
617         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
618 }
619 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_keep_errors);
620
621 /* Returns true if writeback might be needed or already in progress. */
622 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
623 {
624         if (dax_mapping(mapping))
625                 return mapping->nrexceptional;
626
627         return mapping->nrpages;
628 }
629
630 int filemap_write_and_wait(struct address_space *mapping)
631 {
632         int err = 0;
633
634         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
635                 err = filemap_fdatawrite(mapping);
636                 /*
637                  * Even if the above returned error, the pages may be
638                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
639                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
640                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
641                  */
642                 if (err != -EIO) {
643                         int err2 = filemap_fdatawait(mapping);
644                         if (!err)
645                                 err = err2;
646                 } else {
647                         /* Clear any previously stored errors */
648                         filemap_check_errors(mapping);
649                 }
650         } else {
651                 err = filemap_check_errors(mapping);
652         }
653         return err;
654 }
655 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait);
656
657 /**
658  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
659  * @mapping:    the address_space for the pages
660  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
661  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
662  *
663  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
664  *
665  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
666  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
667  *
668  * Return: error status of the address space.
669  */
670 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
671                                  loff_t lstart, loff_t lend)
672 {
673         int err = 0;
674
675         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
676                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
677                                                  WB_SYNC_ALL);
678                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
679                 if (err != -EIO) {
680                         int err2 = filemap_fdatawait_range(mapping,
681                                                 lstart, lend);
682                         if (!err)
683                                 err = err2;
684                 } else {
685                         /* Clear any previously stored errors */
686                         filemap_check_errors(mapping);
687                 }
688         } else {
689                 err = filemap_check_errors(mapping);
690         }
691         return err;
692 }
693 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
694
695 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
696 {
697         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
698
699         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
700 }
701 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
702
703 /**
704  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
705  *                                 and advance wb_err to current one
706  * @file: struct file on which the error is being reported
707  *
708  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
709  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
710  * since the file was opened if there haven't been any).
711  *
712  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
713  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
714  *
715  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
716  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
717  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
718  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
719  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
720  *
721  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
722  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
723  * the latest value swapped in for this file descriptor.
724  *
725  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
726  */
727 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
728 {
729         int err = 0;
730         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
731         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
732
733         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
734         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
735                 /* Something changed, must use slow path */
736                 spin_lock(&file->f_lock);
737                 old = file->f_wb_err;
738                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
739                                                 &file->f_wb_err);
740                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
741                 spin_unlock(&file->f_lock);
742         }
743
744         /*
745          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
746          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
747          * that the legacy code would have had on these flags.
748          */
749         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
750         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
751         return err;
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
754
755 /**
756  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
757  * @file:       file pointing to address_space with pages
758  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
759  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
760  *
761  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
762  *
763  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
764  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
765  *
766  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
767  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
768  *
769  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
770  */
771 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
772 {
773         int err = 0, err2;
774         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
775
776         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
777                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
778                                                  WB_SYNC_ALL);
779                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
780                 if (err != -EIO)
781                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
782         }
783         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
784         if (!err)
785                 err = err2;
786         return err;
787 }
788 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
789
790 /**
791  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
792  * @old:        page to be replaced
793  * @new:        page to replace with
794  * @gfp_mask:   allocation mode
795  *
796  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
797  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
798  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
799  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
800  * caller must do that.
801  *
802  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
803  *
804  * Return: %0
805  */
806 int replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new, gfp_t gfp_mask)
807 {
808         struct address_space *mapping = old->mapping;
809         void (*freepage)(struct page *) = mapping->a_ops->freepage;
810         pgoff_t offset = old->index;
811         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
812         unsigned long flags;
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         xas_lock_irqsave(&xas, flags);
823         xas_store(&xas, new);
824
825         old->mapping = NULL;
826         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
827         if (!PageHuge(old))
828                 __dec_node_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
829         if (!PageHuge(new))
830                 __inc_node_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
831         if (PageSwapBacked(old))
832                 __dec_node_page_state(new, NR_SHMEM);
833         if (PageSwapBacked(new))
834                 __inc_node_page_state(new, NR_SHMEM);
835         xas_unlock_irqrestore(&xas, flags);
836         mem_cgroup_migrate(old, new);
837         if (freepage)
838                 freepage(old);
839         put_page(old);
840
841         return 0;
842 }
843 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
844
845 static int __add_to_page_cache_locked(struct page *page,
846                                       struct address_space *mapping,
847                                       pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask,
848                                       void **shadowp)
849 {
850         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
851         int huge = PageHuge(page);
852         struct mem_cgroup *memcg;
853         int error;
854         void *old;
855
856         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
857         VM_BUG_ON_PAGE(PageSwapBacked(page), page);
858         mapping_set_update(&xas, mapping);
859
860         if (!huge) {
861                 error = mem_cgroup_try_charge(page, current->mm,
862                                               gfp_mask, &memcg, false);
863                 if (error)
864                         return error;
865         }
866
867         get_page(page);
868         page->mapping = mapping;
869         page->index = offset;
870
871         do {
872                 xas_lock_irq(&xas);
873                 old = xas_load(&xas);
874                 if (old && !xa_is_value(old))
875                         xas_set_err(&xas, -EEXIST);
876                 xas_store(&xas, page);
877                 if (xas_error(&xas))
878                         goto unlock;
879
880                 if (xa_is_value(old)) {
881                         mapping->nrexceptional--;
882                         if (shadowp)
883                                 *shadowp = old;
884                 }
885                 mapping->nrpages++;
886
887                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
888                 if (!huge)
889                         __inc_node_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
890 unlock:
891                 xas_unlock_irq(&xas);
892         } while (xas_nomem(&xas, gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK));
893
894         if (xas_error(&xas))
895                 goto error;
896
897         if (!huge)
898                 mem_cgroup_commit_charge(page, memcg, false, false);
899         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(page);
900         return 0;
901 error:
902         page->mapping = NULL;
903         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
904         if (!huge)
905                 mem_cgroup_cancel_charge(page, memcg, false);
906         put_page(page);
907         return xas_error(&xas);
908 }
909 ALLOW_ERROR_INJECTION(__add_to_page_cache_locked, ERRNO);
910
911 /**
912  * add_to_page_cache_locked - add a locked page to the pagecache
913  * @page:       page to add
914  * @mapping:    the page's address_space
915  * @offset:     page index
916  * @gfp_mask:   page allocation mode
917  *
918  * This function is used to add a page to the pagecache. It must be locked.
919  * This function does not add the page to the LRU.  The caller must do that.
920  *
921  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
922  */
923 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
924                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
925 {
926         return __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
927                                           gfp_mask, NULL);
928 }
929 EXPORT_SYMBOL(add_to_page_cache_locked);
930
931 int add_to_page_cache_lru(struct page *page, struct address_space *mapping,
932                                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
933 {
934         void *shadow = NULL;
935         int ret;
936
937         __SetPageLocked(page);
938         ret = __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
939                                          gfp_mask, &shadow);
940         if (unlikely(ret))
941                 __ClearPageLocked(page);
942         else {
943                 /*
944                  * The page might have been evicted from cache only
945                  * recently, in which case it should be activated like
946                  * any other repeatedly accessed page.
947                  * The exception is pages 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(PageActive(page));
952                 if (!(gfp_mask & __GFP_WRITE) && shadow)
953                         workingset_refault(page, shadow);
954                 lru_cache_add(page);
955         }
956         return ret;
957 }
958 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_to_page_cache_lru);
959
960 #ifdef CONFIG_NUMA
961 struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp)
962 {
963         int n;
964         struct page *page;
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                         page = __alloc_pages_node(n, gfp, 0);
972                 } while (!page && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
973
974                 return page;
975         }
976         return alloc_pages(gfp, 0);
977 }
978 EXPORT_SYMBOL(__page_cache_alloc);
979 #endif
980
981 /*
982  * In order to wait for pages to become available there must be
983  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
984  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
985  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
986  * become available, and for the woken contexts to check to be
987  * sure the appropriate page became available, this saves space
988  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
989  * collisions.
990  */
991 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
992 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
993 static wait_queue_head_t page_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
994
995 static wait_queue_head_t *page_waitqueue(struct page *page)
996 {
997         return &page_wait_table[hash_ptr(page, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
998 }
999
1000 void __init pagecache_init(void)
1001 {
1002         int i;
1003
1004         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
1005                 init_waitqueue_head(&page_wait_table[i]);
1006
1007         page_writeback_init();
1008 }
1009
1010 /* This has the same layout as wait_bit_key - see fs/cachefiles/rdwr.c */
1011 struct wait_page_key {
1012         struct page *page;
1013         int bit_nr;
1014         int page_match;
1015 };
1016
1017 struct wait_page_queue {
1018         struct page *page;
1019         int bit_nr;
1020         wait_queue_entry_t wait;
1021 };
1022
1023 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1024 {
1025         struct wait_page_key *key = arg;
1026         struct wait_page_queue *wait_page
1027                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1028
1029         if (wait_page->page != key->page)
1030                return 0;
1031         key->page_match = 1;
1032
1033         if (wait_page->bit_nr != key->bit_nr)
1034                 return 0;
1035
1036         /*
1037          * Stop walking if it's locked.
1038          * Is this safe if put_and_wait_on_page_locked() is in use?
1039          * Yes: the waker must hold a reference to this page, and if PG_locked
1040          * has now already been set by another task, that task must also hold
1041          * a reference to the *same usage* of this page; so there is no need
1042          * to walk on to wake even the put_and_wait_on_page_locked() callers.
1043          */
1044         if (test_bit(key->bit_nr, &key->page->flags))
1045                 return -1;
1046
1047         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, key);
1048 }
1049
1050 static void wake_up_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1051 {
1052         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1053         struct wait_page_key key;
1054         unsigned long flags;
1055         wait_queue_entry_t bookmark;
1056
1057         key.page = page;
1058         key.bit_nr = bit_nr;
1059         key.page_match = 0;
1060
1061         bookmark.flags = 0;
1062         bookmark.private = NULL;
1063         bookmark.func = NULL;
1064         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1065
1066         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1067         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1068
1069         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1070                 /*
1071                  * Take a breather from holding the lock,
1072                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1073                  * to acquire the lock and remove themselves
1074                  * from wait queue
1075                  */
1076                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1077                 cpu_relax();
1078                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1079                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1080         }
1081
1082         /*
1083          * It is possible for other pages to have collided on the waitqueue
1084          * hash, so in that case check for a page match. That prevents a long-
1085          * term waiter
1086          *
1087          * It is still possible to miss a case here, when we woke page waiters
1088          * and removed them from the waitqueue, but there are still other
1089          * page waiters.
1090          */
1091         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match) {
1092                 ClearPageWaiters(page);
1093                 /*
1094                  * It's possible to miss clearing Waiters here, when we woke
1095                  * our page waiters, but the hashed waitqueue has waiters for
1096                  * other pages on it.
1097                  *
1098                  * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1099                  */
1100         }
1101         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1102 }
1103
1104 static void wake_up_page(struct page *page, int bit)
1105 {
1106         if (!PageWaiters(page))
1107                 return;
1108         wake_up_page_bit(page, bit);
1109 }
1110
1111 /*
1112  * A choice of three behaviors for wait_on_page_bit_common():
1113  */
1114 enum behavior {
1115         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1116                          * __lock_page() waiting on then setting PG_locked.
1117                          */
1118         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1119                          * wait_on_page_writeback() waiting on PG_writeback.
1120                          */
1121         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1122                          * like put_and_wait_on_page_locked() on PG_locked.
1123                          */
1124 };
1125
1126 static inline int wait_on_page_bit_common(wait_queue_head_t *q,
1127         struct page *page, int bit_nr, int state, enum behavior behavior)
1128 {
1129         struct wait_page_queue wait_page;
1130         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1131         bool bit_is_set;
1132         bool thrashing = false;
1133         bool delayacct = false;
1134         unsigned long pflags;
1135         int ret = 0;
1136
1137         if (bit_nr == PG_locked &&
1138             !PageUptodate(page) && PageWorkingset(page)) {
1139                 if (!PageSwapBacked(page)) {
1140                         delayacct_thrashing_start();
1141                         delayacct = true;
1142                 }
1143                 psi_memstall_enter(&pflags);
1144                 thrashing = true;
1145         }
1146
1147         init_wait(wait);
1148         wait->flags = behavior == EXCLUSIVE ? WQ_FLAG_EXCLUSIVE : 0;
1149         wait->func = wake_page_function;
1150         wait_page.page = page;
1151         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1152
1153         for (;;) {
1154                 spin_lock_irq(&q->lock);
1155
1156                 if (likely(list_empty(&wait->entry))) {
1157                         __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1158                         SetPageWaiters(page);
1159                 }
1160
1161                 set_current_state(state);
1162
1163                 spin_unlock_irq(&q->lock);
1164
1165                 bit_is_set = test_bit(bit_nr, &page->flags);
1166                 if (behavior == DROP)
1167                         put_page(page);
1168
1169                 if (likely(bit_is_set))
1170                         io_schedule();
1171
1172                 if (behavior == EXCLUSIVE) {
1173                         if (!test_and_set_bit_lock(bit_nr, &page->flags))
1174                                 break;
1175                 } else if (behavior == SHARED) {
1176                         if (!test_bit(bit_nr, &page->flags))
1177                                 break;
1178                 }
1179
1180                 if (signal_pending_state(state, current)) {
1181                         ret = -EINTR;
1182                         break;
1183                 }
1184
1185                 if (behavior == DROP) {
1186                         /*
1187                          * We can no longer safely access page->flags:
1188                          * even if CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE is not enabled,
1189                          * there is a risk of waiting forever on a page reused
1190                          * for something that keeps it locked indefinitely.
1191                          * But best check for -EINTR above before breaking.
1192                          */
1193                         break;
1194                 }
1195         }
1196
1197         finish_wait(q, wait);
1198
1199         if (thrashing) {
1200                 if (delayacct)
1201                         delayacct_thrashing_end();
1202                 psi_memstall_leave(&pflags);
1203         }
1204
1205         /*
1206          * A signal could leave PageWaiters set. Clearing it here if
1207          * !waitqueue_active would be possible (by open-coding finish_wait),
1208          * but still fail to catch it in the case of wait hash collision. We
1209          * already can fail to clear wait hash collision cases, so don't
1210          * bother with signals either.
1211          */
1212
1213         return ret;
1214 }
1215
1216 void wait_on_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1217 {
1218         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1219         wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1220 }
1221 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit);
1222
1223 int wait_on_page_bit_killable(struct page *page, int bit_nr)
1224 {
1225         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1226         return wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1227 }
1228 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit_killable);
1229
1230 /**
1231  * put_and_wait_on_page_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1232  * @page: The page to wait for.
1233  *
1234  * The caller should hold a reference on @page.  They expect the page to
1235  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1236  * (for example) by holding the reference while waiting for the page to
1237  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1238  * dereference @page.
1239  */
1240 void put_and_wait_on_page_locked(struct page *page)
1241 {
1242         wait_queue_head_t *q;
1243
1244         page = compound_head(page);
1245         q = page_waitqueue(page);
1246         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE, DROP);
1247 }
1248
1249 /**
1250  * add_page_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
1251  * @page: Page defining the wait queue of interest
1252  * @waiter: Waiter to add to the queue
1253  *
1254  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @page.
1255  */
1256 void add_page_wait_queue(struct page *page, wait_queue_entry_t *waiter)
1257 {
1258         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1259         unsigned long flags;
1260
1261         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1262         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1263         SetPageWaiters(page);
1264         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1265 }
1266 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_page_wait_queue);
1267
1268 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1269
1270 /*
1271  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1272  *
1273  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1274  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1275  * not support that special operation, we just do this all by hand
1276  * instead.
1277  *
1278  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1279  * being cleared, but a memory barrier should be unneccssary since it is
1280  * in the same byte as PG_locked.
1281  */
1282 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1283 {
1284         clear_bit_unlock(nr, mem);
1285         /* smp_mb__after_atomic(); */
1286         return test_bit(PG_waiters, mem);
1287 }
1288
1289 #endif
1290
1291 /**
1292  * unlock_page - unlock a locked page
1293  * @page: the page
1294  *
1295  * Unlocks the page and wakes up sleepers in ___wait_on_page_locked().
1296  * Also wakes sleepers in wait_on_page_writeback() because the wakeup
1297  * mechanism between PageLocked pages and PageWriteback pages is shared.
1298  * But that's OK - sleepers in wait_on_page_writeback() just go back to sleep.
1299  *
1300  * Note that this depends on PG_waiters being the sign bit in the byte
1301  * that contains PG_locked - thus the BUILD_BUG_ON(). That allows us to
1302  * clear the PG_locked bit and test PG_waiters at the same time fairly
1303  * portably (architectures that do LL/SC can test any bit, while x86 can
1304  * test the sign bit).
1305  */
1306 void unlock_page(struct page *page)
1307 {
1308         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1309         page = compound_head(page);
1310         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1311         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, &page->flags))
1312                 wake_up_page_bit(page, PG_locked);
1313 }
1314 EXPORT_SYMBOL(unlock_page);
1315
1316 /**
1317  * end_page_writeback - end writeback against a page
1318  * @page: the page
1319  */
1320 void end_page_writeback(struct page *page)
1321 {
1322         /*
1323          * TestClearPageReclaim could be used here but it is an atomic
1324          * operation and overkill in this particular case. Failing to
1325          * shuffle a page marked for immediate reclaim is too mild to
1326          * justify taking an atomic operation penalty at the end of
1327          * ever page writeback.
1328          */
1329         if (PageReclaim(page)) {
1330                 ClearPageReclaim(page);
1331                 rotate_reclaimable_page(page);
1332         }
1333
1334         if (!test_clear_page_writeback(page))
1335                 BUG();
1336
1337         smp_mb__after_atomic();
1338         wake_up_page(page, PG_writeback);
1339 }
1340 EXPORT_SYMBOL(end_page_writeback);
1341
1342 /*
1343  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1344  * flags appropriately
1345  */
1346 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1347 {
1348         if (!is_write) {
1349                 if (!err) {
1350                         SetPageUptodate(page);
1351                 } else {
1352                         ClearPageUptodate(page);
1353                         SetPageError(page);
1354                 }
1355                 unlock_page(page);
1356         } else {
1357                 if (err) {
1358                         struct address_space *mapping;
1359
1360                         SetPageError(page);
1361                         mapping = page_mapping(page);
1362                         if (mapping)
1363                                 mapping_set_error(mapping, err);
1364                 }
1365                 end_page_writeback(page);
1366         }
1367 }
1368 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1369
1370 /**
1371  * __lock_page - get a lock on the page, assuming we need to sleep to get it
1372  * @__page: the page to lock
1373  */
1374 void __lock_page(struct page *__page)
1375 {
1376         struct page *page = compound_head(__page);
1377         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1378         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1379                                 EXCLUSIVE);
1380 }
1381 EXPORT_SYMBOL(__lock_page);
1382
1383 int __lock_page_killable(struct page *__page)
1384 {
1385         struct page *page = compound_head(__page);
1386         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1387         return wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1388                                         EXCLUSIVE);
1389 }
1390 EXPORT_SYMBOL_GPL(__lock_page_killable);
1391
1392 /*
1393  * Return values:
1394  * 1 - page is locked; mmap_sem is still held.
1395  * 0 - page is not locked.
1396  *     mmap_sem has been released (up_read()), unless flags had both
1397  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1398  *     which case mmap_sem is still held.
1399  *
1400  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return 1
1401  * with the page locked and the mmap_sem unperturbed.
1402  */
1403 int __lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
1404                          unsigned int flags)
1405 {
1406         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
1407                 /*
1408                  * CAUTION! In this case, mmap_sem is not released
1409                  * even though return 0.
1410                  */
1411                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1412                         return 0;
1413
1414                 up_read(&mm->mmap_sem);
1415                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1416                         wait_on_page_locked_killable(page);
1417                 else
1418                         wait_on_page_locked(page);
1419                 return 0;
1420         } else {
1421                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1422                         int ret;
1423
1424                         ret = __lock_page_killable(page);
1425                         if (ret) {
1426                                 up_read(&mm->mmap_sem);
1427                                 return 0;
1428                         }
1429                 } else
1430                         __lock_page(page);
1431                 return 1;
1432         }
1433 }
1434
1435 /**
1436  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1437  * @mapping: Mapping.
1438  * @index: Index.
1439  * @max_scan: Maximum range to search.
1440  *
1441  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1442  * gap with the lowest index.
1443  *
1444  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1445  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1446  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1447  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1448  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1449  *
1450  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1451  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1452  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1453  */
1454 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1455                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1456 {
1457         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1458
1459         while (max_scan--) {
1460                 void *entry = xas_next(&xas);
1461                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1462                         break;
1463                 if (xas.xa_index == 0)
1464                         break;
1465         }
1466
1467         return xas.xa_index;
1468 }
1469 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1470
1471 /**
1472  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1473  * @mapping: Mapping.
1474  * @index: Index.
1475  * @max_scan: Maximum range to search.
1476  *
1477  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1478  * gap with the highest index.
1479  *
1480  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1481  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1482  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1483  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1484  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1485  *
1486  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1487  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1488  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1489  */
1490 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1491                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1492 {
1493         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1494
1495         while (max_scan--) {
1496                 void *entry = xas_prev(&xas);
1497                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1498                         break;
1499                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1500                         break;
1501         }
1502
1503         return xas.xa_index;
1504 }
1505 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1506
1507 /**
1508  * find_get_entry - find and get a page cache entry
1509  * @mapping: the address_space to search
1510  * @offset: the page cache index
1511  *
1512  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
1513  * page cache page, it is returned with an increased refcount.
1514  *
1515  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1516  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1517  *
1518  * Return: the found page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1519  */
1520 struct page *find_get_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t offset)
1521 {
1522         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
1523         struct page *head, *page;
1524
1525         rcu_read_lock();
1526 repeat:
1527         xas_reset(&xas);
1528         page = xas_load(&xas);
1529         if (xas_retry(&xas, page))
1530                 goto repeat;
1531         /*
1532          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1533          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1534          */
1535         if (!page || xa_is_value(page))
1536                 goto out;
1537
1538         head = compound_head(page);
1539         if (!page_cache_get_speculative(head))
1540                 goto repeat;
1541
1542         /* The page was split under us? */
1543         if (compound_head(page) != head) {
1544                 put_page(head);
1545                 goto repeat;
1546         }
1547
1548         /*
1549          * Has the page moved?
1550          * This is part of the lockless pagecache protocol. See
1551          * include/linux/pagemap.h for details.
1552          */
1553         if (unlikely(page != xas_reload(&xas))) {
1554                 put_page(head);
1555                 goto repeat;
1556         }
1557 out:
1558         rcu_read_unlock();
1559
1560         return page;
1561 }
1562 EXPORT_SYMBOL(find_get_entry);
1563
1564 /**
1565  * find_lock_entry - locate, pin and lock a page cache entry
1566  * @mapping: the address_space to search
1567  * @offset: the page cache index
1568  *
1569  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
1570  * page cache page, it is returned locked and with an increased
1571  * refcount.
1572  *
1573  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1574  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1575  *
1576  * find_lock_entry() may sleep.
1577  *
1578  * Return: the found page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1579  */
1580 struct page *find_lock_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t offset)
1581 {
1582         struct page *page;
1583
1584 repeat:
1585         page = find_get_entry(mapping, offset);
1586         if (page && !xa_is_value(page)) {
1587                 lock_page(page);
1588                 /* Has the page been truncated? */
1589                 if (unlikely(page_mapping(page) != mapping)) {
1590                         unlock_page(page);
1591                         put_page(page);
1592                         goto repeat;
1593                 }
1594                 VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
1595         }
1596         return page;
1597 }
1598 EXPORT_SYMBOL(find_lock_entry);
1599
1600 /**
1601  * pagecache_get_page - find and get a page reference
1602  * @mapping: the address_space to search
1603  * @offset: the page index
1604  * @fgp_flags: PCG flags
1605  * @gfp_mask: gfp mask to use for the page cache data page allocation
1606  *
1607  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.
1608  *
1609  * PCG flags modify how the page is returned.
1610  *
1611  * @fgp_flags can be:
1612  *
1613  * - FGP_ACCESSED: the page will be marked accessed
1614  * - FGP_LOCK: Page is return locked
1615  * - FGP_CREAT: If page is not present then a new page is allocated using
1616  *   @gfp_mask and added to the page cache and the VM's LRU
1617  *   list. The page is returned locked and with an increased
1618  *   refcount.
1619  * - FGP_FOR_MMAP: Similar to FGP_CREAT, only we want to allow the caller to do
1620  *   its own locking dance if the page is already in cache, or unlock the page
1621  *   before returning if we had to add the page to pagecache.
1622  *
1623  * If FGP_LOCK or FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1624  * if the GFP flags specified for FGP_CREAT are atomic.
1625  *
1626  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1627  *
1628  * Return: the found page or %NULL otherwise.
1629  */
1630 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t offset,
1631         int fgp_flags, gfp_t gfp_mask)
1632 {
1633         struct page *page;
1634
1635 repeat:
1636         page = find_get_entry(mapping, offset);
1637         if (xa_is_value(page))
1638                 page = NULL;
1639         if (!page)
1640                 goto no_page;
1641
1642         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1643                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1644                         if (!trylock_page(page)) {
1645                                 put_page(page);
1646                                 return NULL;
1647                         }
1648                 } else {
1649                         lock_page(page);
1650                 }
1651
1652                 /* Has the page been truncated? */
1653                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
1654                         unlock_page(page);
1655                         put_page(page);
1656                         goto repeat;
1657                 }
1658                 VM_BUG_ON_PAGE(page->index != offset, page);
1659         }
1660
1661         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1662                 mark_page_accessed(page);
1663
1664 no_page:
1665         if (!page && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1666                 int err;
1667                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_cap_account_dirty(mapping))
1668                         gfp_mask |= __GFP_WRITE;
1669                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1670                         gfp_mask &= ~__GFP_FS;
1671
1672                 page = __page_cache_alloc(gfp_mask);
1673                 if (!page)
1674                         return NULL;
1675
1676                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1677                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1678
1679                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
1680                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1681                         __SetPageReferenced(page);
1682
1683                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, offset, gfp_mask);
1684                 if (unlikely(err)) {
1685                         put_page(page);
1686                         page = NULL;
1687                         if (err == -EEXIST)
1688                                 goto repeat;
1689                 }
1690
1691                 /*
1692                  * add_to_page_cache_lru locks the page, and for mmap we expect
1693                  * an unlocked page.
1694                  */
1695                 if (page && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
1696                         unlock_page(page);
1697         }
1698
1699         return page;
1700 }
1701 EXPORT_SYMBOL(pagecache_get_page);
1702
1703 /**
1704  * find_get_entries - gang pagecache lookup
1705  * @mapping:    The address_space to search
1706  * @start:      The starting page cache index
1707  * @nr_entries: The maximum number of entries
1708  * @entries:    Where the resulting entries are placed
1709  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
1710  *
1711  * find_get_entries() will search for and return a group of up to
1712  * @nr_entries entries in the mapping.  The entries are placed at
1713  * @entries.  find_get_entries() takes a reference against any actual
1714  * pages it returns.
1715  *
1716  * The search returns a group of mapping-contiguous page cache entries
1717  * with ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
1718  * not-present pages.
1719  *
1720  * Any shadow entries of evicted pages, or swap entries from
1721  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
1722  *
1723  * Return: the number of pages and shadow entries which were found.
1724  */
1725 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping,
1726                           pgoff_t start, unsigned int nr_entries,
1727                           struct page **entries, pgoff_t *indices)
1728 {
1729         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
1730         struct page *page;
1731         unsigned int ret = 0;
1732
1733         if (!nr_entries)
1734                 return 0;
1735
1736         rcu_read_lock();
1737         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
1738                 struct page *head;
1739                 if (xas_retry(&xas, page))
1740                         continue;
1741                 /*
1742                  * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
1743                  * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
1744                  * without attempting to raise page count.
1745                  */
1746                 if (xa_is_value(page))
1747                         goto export;
1748
1749                 head = compound_head(page);
1750                 if (!page_cache_get_speculative(head))
1751                         goto retry;
1752
1753                 /* The page was split under us? */
1754                 if (compound_head(page) != head)
1755                         goto put_page;
1756
1757                 /* Has the page moved? */
1758                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1759                         goto put_page;
1760
1761 export:
1762                 indices[ret] = xas.xa_index;
1763                 entries[ret] = page;
1764                 if (++ret == nr_entries)
1765                         break;
1766                 continue;
1767 put_page:
1768                 put_page(head);
1769 retry:
1770                 xas_reset(&xas);
1771         }
1772         rcu_read_unlock();
1773         return ret;
1774 }
1775
1776 /**
1777  * find_get_pages_range - gang pagecache lookup
1778  * @mapping:    The address_space to search
1779  * @start:      The starting page index
1780  * @end:        The final page index (inclusive)
1781  * @nr_pages:   The maximum number of pages
1782  * @pages:      Where the resulting pages are placed
1783  *
1784  * find_get_pages_range() will search for and return a group of up to @nr_pages
1785  * pages in the mapping starting at index @start and up to index @end
1786  * (inclusive).  The pages are placed at @pages.  find_get_pages_range() takes
1787  * a reference against the returned pages.
1788  *
1789  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
1790  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
1791  * We also update @start to index the next page for the traversal.
1792  *
1793  * Return: the number of pages which were found. If this number is
1794  * smaller than @nr_pages, the end of specified range has been
1795  * reached.
1796  */
1797 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
1798                               pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
1799                               struct page **pages)
1800 {
1801         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
1802         struct page *page;
1803         unsigned ret = 0;
1804
1805         if (unlikely(!nr_pages))
1806                 return 0;
1807
1808         rcu_read_lock();
1809         xas_for_each(&xas, page, end) {
1810                 struct page *head;
1811                 if (xas_retry(&xas, page))
1812                         continue;
1813                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
1814                 if (xa_is_value(page))
1815                         continue;
1816
1817                 head = compound_head(page);
1818                 if (!page_cache_get_speculative(head))
1819                         goto retry;
1820
1821                 /* The page was split under us? */
1822                 if (compound_head(page) != head)
1823                         goto put_page;
1824
1825                 /* Has the page moved? */
1826                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1827                         goto put_page;
1828
1829                 pages[ret] = page;
1830                 if (++ret == nr_pages) {
1831                         *start = xas.xa_index + 1;
1832                         goto out;
1833                 }
1834                 continue;
1835 put_page:
1836                 put_page(head);
1837 retry:
1838                 xas_reset(&xas);
1839         }
1840
1841         /*
1842          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
1843          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
1844          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
1845          * already broken anyway.
1846          */
1847         if (end == (pgoff_t)-1)
1848                 *start = (pgoff_t)-1;
1849         else
1850                 *start = end + 1;
1851 out:
1852         rcu_read_unlock();
1853
1854         return ret;
1855 }
1856
1857 /**
1858  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
1859  * @mapping:    The address_space to search
1860  * @index:      The starting page index
1861  * @nr_pages:   The maximum number of pages
1862  * @pages:      Where the resulting pages are placed
1863  *
1864  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages(), except
1865  * that the returned number of pages are guaranteed to be contiguous.
1866  *
1867  * Return: the number of pages which were found.
1868  */
1869 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1870                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
1871 {
1872         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1873         struct page *page;
1874         unsigned int ret = 0;
1875
1876         if (unlikely(!nr_pages))
1877                 return 0;
1878
1879         rcu_read_lock();
1880         for (page = xas_load(&xas); page; page = xas_next(&xas)) {
1881                 struct page *head;
1882                 if (xas_retry(&xas, page))
1883                         continue;
1884                 /*
1885                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
1886                  * No current caller is looking for DAX entries.
1887                  */
1888                 if (xa_is_value(page))
1889                         break;
1890
1891                 head = compound_head(page);
1892                 if (!page_cache_get_speculative(head))
1893                         goto retry;
1894
1895                 /* The page was split under us? */
1896                 if (compound_head(page) != head)
1897                         goto put_page;
1898
1899                 /* Has the page moved? */
1900                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1901                         goto put_page;
1902
1903                 pages[ret] = page;
1904                 if (++ret == nr_pages)
1905                         break;
1906                 continue;
1907 put_page:
1908                 put_page(head);
1909 retry:
1910                 xas_reset(&xas);
1911         }
1912         rcu_read_unlock();
1913         return ret;
1914 }
1915 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
1916
1917 /**
1918  * find_get_pages_range_tag - find and return pages in given range matching @tag
1919  * @mapping:    the address_space to search
1920  * @index:      the starting page index
1921  * @end:        The final page index (inclusive)
1922  * @tag:        the tag index
1923  * @nr_pages:   the maximum number of pages
1924  * @pages:      where the resulting pages are placed
1925  *
1926  * Like find_get_pages, except we only return pages which are tagged with
1927  * @tag.   We update @index to index the next page for the traversal.
1928  *
1929  * Return: the number of pages which were found.
1930  */
1931 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
1932                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
1933                         struct page **pages)
1934 {
1935         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
1936         struct page *page;
1937         unsigned ret = 0;
1938
1939         if (unlikely(!nr_pages))
1940                 return 0;
1941
1942         rcu_read_lock();
1943         xas_for_each_marked(&xas, page, end, tag) {
1944                 struct page *head;
1945                 if (xas_retry(&xas, page))
1946                         continue;
1947                 /*
1948                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
1949                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
1950                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
1951                  */
1952                 if (xa_is_value(page))
1953                         continue;
1954
1955                 head = compound_head(page);
1956                 if (!page_cache_get_speculative(head))
1957                         goto retry;
1958
1959                 /* The page was split under us? */
1960                 if (compound_head(page) != head)
1961                         goto put_page;
1962
1963                 /* Has the page moved? */
1964                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1965                         goto put_page;
1966
1967                 pages[ret] = page;
1968                 if (++ret == nr_pages) {
1969                         *index = xas.xa_index + 1;
1970                         goto out;
1971                 }
1972                 continue;
1973 put_page:
1974                 put_page(head);
1975 retry:
1976                 xas_reset(&xas);
1977         }
1978
1979         /*
1980          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
1981          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
1982          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
1983          * broken anyway.
1984          */
1985         if (end == (pgoff_t)-1)
1986                 *index = (pgoff_t)-1;
1987         else
1988                 *index = end + 1;
1989 out:
1990         rcu_read_unlock();
1991
1992         return ret;
1993 }
1994 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
1995
1996 /*
1997  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
1998  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
1999  *
2000  *      ---R__________________________________________B__________
2001  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
2002  *
2003  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
2004  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
2005  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
2006  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
2007  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2008  *
2009  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2010  */
2011 static void shrink_readahead_size_eio(struct file *filp,
2012                                         struct file_ra_state *ra)
2013 {
2014         ra->ra_pages /= 4;
2015 }
2016
2017 /**
2018  * generic_file_buffered_read - generic file read routine
2019  * @iocb:       the iocb to read
2020  * @iter:       data destination
2021  * @written:    already copied
2022  *
2023  * This is a generic file read routine, and uses the
2024  * mapping->a_ops->readpage() function for the actual low-level stuff.
2025  *
2026  * This is really ugly. But the goto's actually try to clarify some
2027  * of the logic when it comes to error handling etc.
2028  *
2029  * Return:
2030  * * total number of bytes copied, including those the were already @written
2031  * * negative error code if nothing was copied
2032  */
2033 static ssize_t generic_file_buffered_read(struct kiocb *iocb,
2034                 struct iov_iter *iter, ssize_t written)
2035 {
2036         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2037         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2038         struct inode *inode = mapping->host;
2039         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2040         loff_t *ppos = &iocb->ki_pos;
2041         pgoff_t index;
2042         pgoff_t last_index;
2043         pgoff_t prev_index;
2044         unsigned long offset;      /* offset into pagecache page */
2045         unsigned int prev_offset;
2046         int error = 0;
2047
2048         if (unlikely(*ppos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2049                 return 0;
2050         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2051
2052         index = *ppos >> PAGE_SHIFT;
2053         prev_index = ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT;
2054         prev_offset = ra->prev_pos & (PAGE_SIZE-1);
2055         last_index = (*ppos + iter->count + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
2056         offset = *ppos & ~PAGE_MASK;
2057
2058         for (;;) {
2059                 struct page *page;
2060                 pgoff_t end_index;
2061                 loff_t isize;
2062                 unsigned long nr, ret;
2063
2064                 cond_resched();
2065 find_page:
2066                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2067                         error = -EINTR;
2068                         goto out;
2069                 }
2070
2071                 page = find_get_page(mapping, index);
2072                 if (!page) {
2073                         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
2074                                 goto would_block;
2075                         page_cache_sync_readahead(mapping,
2076                                         ra, filp,
2077                                         index, last_index - index);
2078                         page = find_get_page(mapping, index);
2079                         if (unlikely(page == NULL))
2080                                 goto no_cached_page;
2081                 }
2082                 if (PageReadahead(page)) {
2083                         page_cache_async_readahead(mapping,
2084                                         ra, filp, page,
2085                                         index, last_index - index);
2086                 }
2087                 if (!PageUptodate(page)) {
2088                         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2089                                 put_page(page);
2090                                 goto would_block;
2091                         }
2092
2093                         /*
2094                          * See comment in do_read_cache_page on why
2095                          * wait_on_page_locked is used to avoid unnecessarily
2096                          * serialisations and why it's safe.
2097                          */
2098                         error = wait_on_page_locked_killable(page);
2099                         if (unlikely(error))
2100                                 goto readpage_error;
2101                         if (PageUptodate(page))
2102                                 goto page_ok;
2103
2104                         if (inode->i_blkbits == PAGE_SHIFT ||
2105                                         !mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2106                                 goto page_not_up_to_date;
2107                         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2108                         if (unlikely(iov_iter_is_pipe(iter)))
2109                                 goto page_not_up_to_date;
2110                         if (!trylock_page(page))
2111                                 goto page_not_up_to_date;
2112                         /* Did it get truncated before we got the lock? */
2113                         if (!page->mapping)
2114                                 goto page_not_up_to_date_locked;
2115                         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate(page,
2116                                                         offset, iter->count))
2117                                 goto page_not_up_to_date_locked;
2118                         unlock_page(page);
2119                 }
2120 page_ok:
2121                 /*
2122                  * i_size must be checked after we know the page is Uptodate.
2123                  *
2124                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2125                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2126                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2127                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2128                  */
2129
2130                 isize = i_size_read(inode);
2131                 end_index = (isize - 1) >> PAGE_SHIFT;
2132                 if (unlikely(!isize || index > end_index)) {
2133                         put_page(page);
2134                         goto out;
2135                 }
2136
2137                 /* nr is the maximum number of bytes to copy from this page */
2138                 nr = PAGE_SIZE;
2139                 if (index == end_index) {
2140                         nr = ((isize - 1) & ~PAGE_MASK) + 1;
2141                         if (nr <= offset) {
2142                                 put_page(page);
2143                                 goto out;
2144                         }
2145                 }
2146                 nr = nr - offset;
2147
2148                 /* If users can be writing to this page using arbitrary
2149                  * virtual addresses, take care about potential aliasing
2150                  * before reading the page on the kernel side.
2151                  */
2152                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
2153                         flush_dcache_page(page);
2154
2155                 /*
2156                  * When a sequential read accesses a page several times,
2157                  * only mark it as accessed the first time.
2158                  */
2159                 if (prev_index != index || offset != prev_offset)
2160                         mark_page_accessed(page);
2161                 prev_index = index;
2162
2163                 /*
2164                  * Ok, we have the page, and it's up-to-date, so
2165                  * now we can copy it to user space...
2166                  */
2167
2168                 ret = copy_page_to_iter(page, offset, nr, iter);
2169                 offset += ret;
2170                 index += offset >> PAGE_SHIFT;
2171                 offset &= ~PAGE_MASK;
2172                 prev_offset = offset;
2173
2174                 put_page(page);
2175                 written += ret;
2176                 if (!iov_iter_count(iter))
2177                         goto out;
2178                 if (ret < nr) {
2179                         error = -EFAULT;
2180                         goto out;
2181                 }
2182                 continue;
2183
2184 page_not_up_to_date:
2185                 /* Get exclusive access to the page ... */
2186                 error = lock_page_killable(page);
2187                 if (unlikely(error))
2188                         goto readpage_error;
2189
2190 page_not_up_to_date_locked:
2191                 /* Did it get truncated before we got the lock? */
2192                 if (!page->mapping) {
2193                         unlock_page(page);
2194                         put_page(page);
2195                         continue;
2196                 }
2197
2198                 /* Did somebody else fill it already? */
2199                 if (PageUptodate(page)) {
2200                         unlock_page(page);
2201                         goto page_ok;
2202                 }
2203
2204 readpage:
2205                 /*
2206                  * A previous I/O error may have been due to temporary
2207                  * failures, eg. multipath errors.
2208                  * PG_error will be set again if readpage fails.
2209                  */
2210                 ClearPageError(page);
2211                 /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2212                 error = mapping->a_ops->readpage(filp, page);
2213
2214                 if (unlikely(error)) {
2215                         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE) {
2216                                 put_page(page);
2217                                 error = 0;
2218                                 goto find_page;
2219                         }
2220                         goto readpage_error;
2221                 }
2222
2223                 if (!PageUptodate(page)) {
2224                         error = lock_page_killable(page);
2225                         if (unlikely(error))
2226                                 goto readpage_error;
2227                         if (!PageUptodate(page)) {
2228                                 if (page->mapping == NULL) {
2229                                         /*
2230                                          * invalidate_mapping_pages got it
2231                                          */
2232                                         unlock_page(page);
2233                                         put_page(page);
2234                                         goto find_page;
2235                                 }
2236                                 unlock_page(page);
2237                                 shrink_readahead_size_eio(filp, ra);
2238                                 error = -EIO;
2239                                 goto readpage_error;
2240                         }
2241                         unlock_page(page);
2242                 }
2243
2244                 goto page_ok;
2245
2246 readpage_error:
2247                 /* UHHUH! A synchronous read error occurred. Report it */
2248                 put_page(page);
2249                 goto out;
2250
2251 no_cached_page:
2252                 /*
2253                  * Ok, it wasn't cached, so we need to create a new
2254                  * page..
2255                  */
2256                 page = page_cache_alloc(mapping);
2257                 if (!page) {
2258                         error = -ENOMEM;
2259                         goto out;
2260                 }
2261                 error = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index,
2262                                 mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2263                 if (error) {
2264                         put_page(page);
2265                         if (error == -EEXIST) {
2266                                 error = 0;
2267                                 goto find_page;
2268                         }
2269                         goto out;
2270                 }
2271                 goto readpage;
2272         }
2273
2274 would_block:
2275         error = -EAGAIN;
2276 out:
2277         ra->prev_pos = prev_index;
2278         ra->prev_pos <<= PAGE_SHIFT;
2279         ra->prev_pos |= prev_offset;
2280
2281         *ppos = ((loff_t)index << PAGE_SHIFT) + offset;
2282         file_accessed(filp);
2283         return written ? written : error;
2284 }
2285
2286 /**
2287  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2288  * @iocb:       kernel I/O control block
2289  * @iter:       destination for the data read
2290  *
2291  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2292  * that can use the page cache directly.
2293  * Return:
2294  * * number of bytes copied, even for partial reads
2295  * * negative error code if nothing was read
2296  */
2297 ssize_t
2298 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2299 {
2300         size_t count = iov_iter_count(iter);
2301         ssize_t retval = 0;
2302
2303         if (!count)
2304                 goto out; /* skip atime */
2305
2306         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2307                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2308                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2309                 struct inode *inode = mapping->host;
2310                 loff_t size;
2311
2312                 size = i_size_read(inode);
2313                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2314                         if (filemap_range_has_page(mapping, iocb->ki_pos,
2315                                                    iocb->ki_pos + count - 1))
2316                                 return -EAGAIN;
2317                 } else {
2318                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2319                                                 iocb->ki_pos,
2320                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2321                         if (retval < 0)
2322                                 goto out;
2323                 }
2324
2325                 file_accessed(file);
2326
2327                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2328                 if (retval >= 0) {
2329                         iocb->ki_pos += retval;
2330                         count -= retval;
2331                 }
2332                 iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2333
2334                 /*
2335                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2336                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2337                  * we've already read everything we wanted to, or if
2338                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2339                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2340                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2341                  * DAX files, so don't bother trying.
2342                  */
2343                 if (retval < 0 || !count || iocb->ki_pos >= size ||
2344                     IS_DAX(inode))
2345                         goto out;
2346         }
2347
2348         retval = generic_file_buffered_read(iocb, iter, retval);
2349 out:
2350         return retval;
2351 }
2352 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2353
2354 #ifdef CONFIG_MMU
2355 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2356 static struct file *maybe_unlock_mmap_for_io(struct vm_fault *vmf,
2357                                              struct file *fpin)
2358 {
2359         int flags = vmf->flags;
2360
2361         if (fpin)
2362                 return fpin;
2363
2364         /*
2365          * FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT means we don't want to wait on page locks or
2366          * anything, so we only pin the file and drop the mmap_sem if only
2367          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY is set.
2368          */
2369         if ((flags & (FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)) ==
2370             FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
2371                 fpin = get_file(vmf->vma->vm_file);
2372                 up_read(&vmf->vma->vm_mm->mmap_sem);
2373         }
2374         return fpin;
2375 }
2376
2377 /*
2378  * lock_page_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_sem
2379  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2380  * @page - the page to lock.
2381  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2382  *
2383  * This works similar to lock_page_or_retry in that it can drop the mmap_sem.
2384  * It differs in that it actually returns the page locked if it returns 1 and 0
2385  * if it couldn't lock the page.  If we did have to drop the mmap_sem then fpin
2386  * will point to the pinned file and needs to be fput()'ed at a later point.
2387  */
2388 static int lock_page_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct page *page,
2389                                      struct file **fpin)
2390 {
2391         if (trylock_page(page))
2392                 return 1;
2393
2394         /*
2395          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2396          * the mmap_sem still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2397          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2398          */
2399         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2400                 return 0;
2401
2402         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2403         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2404                 if (__lock_page_killable(page)) {
2405                         /*
2406                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_sem,
2407                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2408                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2409                          * mmap_sem here and return 0 if we don't have a fpin.
2410                          */
2411                         if (*fpin == NULL)
2412                                 up_read(&vmf->vma->vm_mm->mmap_sem);
2413                         return 0;
2414                 }
2415         } else
2416                 __lock_page(page);
2417         return 1;
2418 }
2419
2420
2421 /*
2422  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2423  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2424  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2425  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2426  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2427  */
2428 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2429 {
2430         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2431         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2432         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2433         struct file *fpin = NULL;
2434         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2435
2436         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2437         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2438                 return fpin;
2439         if (!ra->ra_pages)
2440                 return fpin;
2441
2442         if (vmf->vma->vm_flags & VM_SEQ_READ) {
2443                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2444                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, file, offset,
2445                                           ra->ra_pages);
2446                 return fpin;
2447         }
2448
2449         /* Avoid banging the cache line if not needed */
2450         if (ra->mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
2451                 ra->mmap_miss++;
2452
2453         /*
2454          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
2455          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
2456          */
2457         if (ra->mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
2458                 return fpin;
2459
2460         /*
2461          * mmap read-around
2462          */
2463         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2464         ra->start = max_t(long, 0, offset - ra->ra_pages / 2);
2465         ra->size = ra->ra_pages;
2466         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
2467         ra_submit(ra, mapping, file);
2468         return fpin;
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
2473  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
2474  * was pinned if we have to drop the mmap_sem in order to do IO.
2475  */
2476 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
2477                                             struct page *page)
2478 {
2479         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2480         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2481         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2482         struct file *fpin = NULL;
2483         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2484
2485         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2486         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2487                 return fpin;
2488         if (ra->mmap_miss > 0)
2489                 ra->mmap_miss--;
2490         if (PageReadahead(page)) {
2491                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2492                 page_cache_async_readahead(mapping, ra, file,
2493                                            page, offset, ra->ra_pages);
2494         }
2495         return fpin;
2496 }
2497
2498 /**
2499  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
2500  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
2501  *
2502  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
2503  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
2504  *
2505  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
2506  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
2507  * having a lot of duplicated code.
2508  *
2509  * vma->vm_mm->mmap_sem must be held on entry.
2510  *
2511  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_sem
2512  * may be dropped before doing I/O or by lock_page_maybe_drop_mmap().
2513  *
2514  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_sem
2515  * has not been released.
2516  *
2517  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
2518  *
2519  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
2520  */
2521 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
2522 {
2523         int error;
2524         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2525         struct file *fpin = NULL;
2526         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2527         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2528         struct inode *inode = mapping->host;
2529         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2530         pgoff_t max_off;
2531         struct page *page;
2532         vm_fault_t ret = 0;
2533
2534         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
2535         if (unlikely(offset >= max_off))
2536                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2537
2538         /*
2539          * Do we have something in the page cache already?
2540          */
2541         page = find_get_page(mapping, offset);
2542         if (likely(page) && !(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED)) {
2543                 /*
2544                  * We found the page, so try async readahead before
2545                  * waiting for the lock.
2546                  */
2547                 fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, page);
2548         } else if (!page) {
2549                 /* No page in the page cache at all */
2550                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
2551                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
2552                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
2553                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
2554 retry_find:
2555                 page = pagecache_get_page(mapping, offset,
2556                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
2557                                           vmf->gfp_mask);
2558                 if (!page) {
2559                         if (fpin)
2560                                 goto out_retry;
2561                         return vmf_error(-ENOMEM);
2562                 }
2563         }
2564
2565         if (!lock_page_maybe_drop_mmap(vmf, page, &fpin))
2566                 goto out_retry;
2567
2568         /* Did it get truncated? */
2569         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
2570                 unlock_page(page);
2571                 put_page(page);
2572                 goto retry_find;
2573         }
2574         VM_BUG_ON_PAGE(page->index != offset, page);
2575
2576         /*
2577          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
2578          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
2579          */
2580         if (unlikely(!PageUptodate(page)))
2581                 goto page_not_uptodate;
2582
2583         /*
2584          * We've made it this far and we had to drop our mmap_sem, now is the
2585          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
2586          * redo the fault.
2587          */
2588         if (fpin) {
2589                 unlock_page(page);
2590                 goto out_retry;
2591         }
2592
2593         /*
2594          * Found the page and have a reference on it.
2595          * We must recheck i_size under page lock.
2596          */
2597         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
2598         if (unlikely(offset >= max_off)) {
2599                 unlock_page(page);
2600                 put_page(page);
2601                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2602         }
2603
2604         vmf->page = page;
2605         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
2606
2607 page_not_uptodate:
2608         /*
2609          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
2610          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
2611          * because there really aren't any performance issues here
2612          * and we need to check for errors.
2613          */
2614         ClearPageError(page);
2615         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2616         error = mapping->a_ops->readpage(file, page);
2617         if (!error) {
2618                 wait_on_page_locked(page);
2619                 if (!PageUptodate(page))
2620                         error = -EIO;
2621         }
2622         if (fpin)
2623                 goto out_retry;
2624         put_page(page);
2625
2626         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2627                 goto retry_find;
2628
2629         /* Things didn't work out. Return zero to tell the mm layer so. */
2630         shrink_readahead_size_eio(file, ra);
2631         return VM_FAULT_SIGBUS;
2632
2633 out_retry:
2634         /*
2635          * We dropped the mmap_sem, we need to return to the fault handler to
2636          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
2637          * page.
2638          */
2639         if (page)
2640                 put_page(page);
2641         if (fpin)
2642                 fput(fpin);
2643         return ret | VM_FAULT_RETRY;
2644 }
2645 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
2646
2647 void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2648                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
2649 {
2650         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2651         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2652         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
2653         unsigned long max_idx;
2654         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
2655         struct page *head, *page;
2656
2657         rcu_read_lock();
2658         xas_for_each(&xas, page, end_pgoff) {
2659                 if (xas_retry(&xas, page))
2660                         continue;
2661                 if (xa_is_value(page))
2662                         goto next;
2663
2664                 head = compound_head(page);
2665
2666                 /*
2667                  * Check for a locked page first, as a speculative
2668                  * reference may adversely influence page migration.
2669                  */
2670                 if (PageLocked(head))
2671                         goto next;
2672                 if (!page_cache_get_speculative(head))
2673                         goto next;
2674
2675                 /* The page was split under us? */
2676                 if (compound_head(page) != head)
2677                         goto skip;
2678
2679                 /* Has the page moved? */
2680                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
2681                         goto skip;
2682
2683                 if (!PageUptodate(page) ||
2684                                 PageReadahead(page) ||
2685                                 PageHWPoison(page))
2686                         goto skip;
2687                 if (!trylock_page(page))
2688                         goto skip;
2689
2690                 if (page->mapping != mapping || !PageUptodate(page))
2691                         goto unlock;
2692
2693                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
2694                 if (page->index >= max_idx)
2695                         goto unlock;
2696
2697                 if (file->f_ra.mmap_miss > 0)
2698                         file->f_ra.mmap_miss--;
2699
2700                 vmf->address += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
2701                 if (vmf->pte)
2702                         vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
2703                 last_pgoff = xas.xa_index;
2704                 if (alloc_set_pte(vmf, NULL, page))
2705                         goto unlock;
2706                 unlock_page(page);
2707                 goto next;
2708 unlock:
2709                 unlock_page(page);
2710 skip:
2711                 put_page(page);
2712 next:
2713                 /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
2714                 if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd))
2715                         break;
2716         }
2717         rcu_read_unlock();
2718 }
2719 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
2720
2721 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2722 {
2723         struct page *page = vmf->page;
2724         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
2725         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
2726
2727         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
2728         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
2729         lock_page(page);
2730         if (page->mapping != inode->i_mapping) {
2731                 unlock_page(page);
2732                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
2733                 goto out;
2734         }
2735         /*
2736          * We mark the page dirty already here so that when freeze is in
2737          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
2738          * see the dirty page and writeprotect it again.
2739          */
2740         set_page_dirty(page);
2741         wait_for_stable_page(page);
2742 out:
2743         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
2744         return ret;
2745 }
2746
2747 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
2748         .fault          = filemap_fault,
2749         .map_pages      = filemap_map_pages,
2750         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
2751 };
2752
2753 /* This is used for a general mmap of a disk file */
2754
2755 int generic_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2756 {
2757         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2758
2759         if (!mapping->a_ops->readpage)
2760                 return -ENOEXEC;
2761         file_accessed(file);
2762         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
2763         return 0;
2764 }
2765
2766 /*
2767  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
2768  */
2769 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2770 {
2771         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
2772                 return -EINVAL;
2773         return generic_file_mmap(file, vma);
2774 }
2775 #else
2776 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2777 {
2778         return VM_FAULT_SIGBUS;
2779 }
2780 int generic_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2781 {
2782         return -ENOSYS;
2783 }
2784 int generic_file_readonly_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2785 {
2786         return -ENOSYS;
2787 }
2788 #endif /* CONFIG_MMU */
2789
2790 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
2791 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
2792 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
2793
2794 static struct page *wait_on_page_read(struct page *page)
2795 {
2796         if (!IS_ERR(page)) {
2797                 wait_on_page_locked(page);
2798                 if (!PageUptodate(page)) {
2799                         put_page(page);
2800                         page = ERR_PTR(-EIO);
2801                 }
2802         }
2803         return page;
2804 }
2805
2806 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
2807                                 pgoff_t index,
2808                                 int (*filler)(void *, struct page *),
2809                                 void *data,
2810                                 gfp_t gfp)
2811 {
2812         struct page *page;
2813         int err;
2814 repeat:
2815         page = find_get_page(mapping, index);
2816         if (!page) {
2817                 page = __page_cache_alloc(gfp);
2818                 if (!page)
2819                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2820                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp);
2821                 if (unlikely(err)) {
2822                         put_page(page);
2823                         if (err == -EEXIST)
2824                                 goto repeat;
2825                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
2826                         return ERR_PTR(err);
2827                 }
2828
2829 filler:
2830                 if (filler)
2831                         err = filler(data, page);
2832                 else
2833                         err = mapping->a_ops->readpage(data, page);
2834
2835                 if (err < 0) {
2836                         put_page(page);
2837                         return ERR_PTR(err);
2838                 }
2839
2840                 page = wait_on_page_read(page);
2841                 if (IS_ERR(page))
2842                         return page;
2843                 goto out;
2844         }
2845         if (PageUptodate(page))
2846                 goto out;
2847
2848         /*
2849          * Page is not up to date and may be locked due one of the following
2850          * case a: Page is being filled and the page lock is held
2851          * case b: Read/write error clearing the page uptodate status
2852          * case c: Truncation in progress (page locked)
2853          * case d: Reclaim in progress
2854          *
2855          * Case a, the page will be up to date when the page is unlocked.
2856          *    There is no need to serialise on the page lock here as the page
2857          *    is pinned so the lock gives no additional protection. Even if the
2858          *    the page is truncated, the data is still valid if PageUptodate as
2859          *    it's a race vs truncate race.
2860          * Case b, the page will not be up to date
2861          * Case c, the page may be truncated but in itself, the data may still
2862          *    be valid after IO completes as it's a read vs truncate race. The
2863          *    operation must restart if the page is not uptodate on unlock but
2864          *    otherwise serialising on page lock to stabilise the mapping gives
2865          *    no additional guarantees to the caller as the page lock is
2866          *    released before return.
2867          * Case d, similar to truncation. If reclaim holds the page lock, it
2868          *    will be a race with remove_mapping that determines if the mapping
2869          *    is valid on unlock but otherwise the data is valid and there is
2870          *    no need to serialise with page lock.
2871          *
2872          * As the page lock gives no additional guarantee, we optimistically
2873          * wait on the page to be unlocked and check if it's up to date and
2874          * use the page if it is. Otherwise, the page lock is required to
2875          * distinguish between the different cases. The motivation is that we
2876          * avoid spurious serialisations and wakeups when multiple processes
2877          * wait on the same page for IO to complete.
2878          */
2879         wait_on_page_locked(page);
2880         if (PageUptodate(page))
2881                 goto out;
2882
2883         /* Distinguish between all the cases under the safety of the lock */
2884         lock_page(page);
2885
2886         /* Case c or d, restart the operation */
2887         if (!page->mapping) {
2888                 unlock_page(page);
2889                 put_page(page);
2890                 goto repeat;
2891         }
2892
2893         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
2894         if (PageUptodate(page)) {
2895                 unlock_page(page);
2896                 goto out;
2897         }
2898         goto filler;
2899
2900 out:
2901         mark_page_accessed(page);
2902         return page;
2903 }
2904
2905 /**
2906  * read_cache_page - read into page cache, fill it if needed
2907  * @mapping:    the page's address_space
2908  * @index:      the page index
2909  * @filler:     function to perform the read
2910  * @data:       first arg to filler(data, page) function, often left as NULL
2911  *
2912  * Read into the page cache. If a page already exists, and PageUptodate() is
2913  * not set, try to fill the page and wait for it to become unlocked.
2914  *
2915  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
2916  *
2917  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
2918  */
2919 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
2920                                 pgoff_t index,
2921                                 int (*filler)(void *, struct page *),
2922                                 void *data)
2923 {
2924         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, data,
2925                         mapping_gfp_mask(mapping));
2926 }
2927 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
2928
2929 /**
2930  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
2931  * @mapping:    the page's address_space
2932  * @index:      the page index
2933  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
2934  *
2935  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
2936  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
2937  *
2938  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
2939  *
2940  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
2941  */
2942 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
2943                                 pgoff_t index,
2944                                 gfp_t gfp)
2945 {
2946         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
2947 }
2948 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
2949
2950 /*
2951  * Don't operate on ranges the page cache doesn't support, and don't exceed the
2952  * LFS limits.  If pos is under the limit it becomes a short access.  If it
2953  * exceeds the limit we return -EFBIG.
2954  */
2955 static int generic_write_check_limits(struct file *file, loff_t pos,
2956                                       loff_t *count)
2957 {
2958         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
2959         loff_t max_size = inode->i_sb->s_maxbytes;
2960         loff_t limit = rlimit(RLIMIT_FSIZE);
2961
2962         if (limit != RLIM_INFINITY) {
2963                 if (pos >= limit) {
2964                         send_sig(SIGXFSZ, current, 0);
2965                         return -EFBIG;
2966                 }
2967                 *count = min(*count, limit - pos);
2968         }
2969
2970         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE))
2971                 max_size = MAX_NON_LFS;
2972
2973         if (unlikely(pos >= max_size))
2974                 return -EFBIG;
2975
2976         *count = min(*count, max_size - pos);
2977
2978         return 0;
2979 }
2980
2981 /*
2982  * Performs necessary checks before doing a write
2983  *
2984  * Can adjust writing position or amount of bytes to write.
2985  * Returns appropriate error code that caller should return or
2986  * zero in case that write should be allowed.
2987  */
2988 inline ssize_t generic_write_checks(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
2989 {
2990         struct file *file = iocb->ki_filp;
2991         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
2992         loff_t count;
2993         int ret;
2994
2995         if (IS_SWAPFILE(inode))
2996                 return -ETXTBSY;
2997
2998         if (!iov_iter_count(from))
2999                 return 0;
3000
3001         /* FIXME: this is for backwards compatibility with 2.4 */
3002         if (iocb->ki_flags & IOCB_APPEND)
3003                 iocb->ki_pos = i_size_read(inode);
3004
3005         if ((iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) && !(iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT))
3006                 return -EINVAL;
3007
3008         count = iov_iter_count(from);
3009         ret = generic_write_check_limits(file, iocb->ki_pos, &count);
3010         if (ret)
3011                 return ret;
3012
3013         iov_iter_truncate(from, count);
3014         return iov_iter_count(from);
3015 }
3016 EXPORT_SYMBOL(generic_write_checks);
3017
3018 /*
3019  * Performs necessary checks before doing a clone.
3020  *
3021  * Can adjust amount of bytes to clone via @req_count argument.
3022  * Returns appropriate error code that caller should return or
3023  * zero in case the clone should be allowed.
3024  */
3025 int generic_remap_checks(struct file *file_in, loff_t pos_in,
3026                          struct file *file_out, loff_t pos_out,
3027                          loff_t *req_count, unsigned int remap_flags)
3028 {
3029         struct inode *inode_in = file_in->f_mapping->host;
3030         struct inode *inode_out = file_out->f_mapping->host;
3031         uint64_t count = *req_count;
3032         uint64_t bcount;
3033         loff_t size_in, size_out;
3034         loff_t bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
3035         int ret;
3036
3037         /* The start of both ranges must be aligned to an fs block. */
3038         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out, bs))
3039                 return -EINVAL;
3040
3041         /* Ensure offsets don't wrap. */
3042         if (pos_in + count < pos_in || pos_out + count < pos_out)
3043                 return -EINVAL;
3044
3045         size_in = i_size_read(inode_in);
3046         size_out = i_size_read(inode_out);
3047
3048         /* Dedupe requires both ranges to be within EOF. */
3049         if ((remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP) &&
3050             (pos_in >= size_in || pos_in + count > size_in ||
3051              pos_out >= size_out || pos_out + count > size_out))
3052                 return -EINVAL;
3053
3054         /* Ensure the infile range is within the infile. */
3055         if (pos_in >= size_in)
3056                 return -EINVAL;
3057         count = min(count, size_in - (uint64_t)pos_in);
3058
3059         ret = generic_write_check_limits(file_out, pos_out, &count);
3060         if (ret)
3061                 return ret;
3062
3063         /*
3064          * If the user wanted us to link to the infile's EOF, round up to the
3065          * next block boundary for this check.
3066          *
3067          * Otherwise, make sure the count is also block-aligned, having
3068          * already confirmed the starting offsets' block alignment.
3069          */
3070         if (pos_in + count == size_in) {
3071                 bcount = ALIGN(size_in, bs) - pos_in;
3072         } else {
3073                 if (!IS_ALIGNED(count, bs))
3074                         count = ALIGN_DOWN(count, bs);
3075                 bcount = count;
3076         }
3077
3078         /* Don't allow overlapped cloning within the same file. */
3079         if (inode_in == inode_out &&
3080             pos_out + bcount > pos_in &&
3081             pos_out < pos_in + bcount)
3082                 return -EINVAL;
3083
3084         /*
3085          * We shortened the request but the caller can't deal with that, so
3086          * bounce the request back to userspace.
3087          */
3088         if (*req_count != count && !(remap_flags & REMAP_FILE_CAN_SHORTEN))
3089                 return -EINVAL;
3090
3091         *req_count = count;
3092         return 0;
3093 }
3094
3095
3096 /*
3097  * Performs common checks before doing a file copy/clone
3098  * from @file_in to @file_out.
3099  */
3100 int generic_file_rw_checks(struct file *file_in, struct file *file_out)
3101 {
3102         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
3103         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
3104
3105         /* Don't copy dirs, pipes, sockets... */
3106         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
3107                 return -EISDIR;
3108         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
3109                 return -EINVAL;
3110
3111         if (!(file_in->f_mode & FMODE_READ) ||
3112             !(file_out->f_mode & FMODE_WRITE) ||
3113             (file_out->f_flags & O_APPEND))
3114                 return -EBADF;
3115
3116         return 0;
3117 }
3118
3119 /*
3120  * Performs necessary checks before doing a file copy
3121  *
3122  * Can adjust amount of bytes to copy via @req_count argument.
3123  * Returns appropriate error code that caller should return or
3124  * zero in case the copy should be allowed.
3125  */
3126 int generic_copy_file_checks(struct file *file_in, loff_t pos_in,
3127                              struct file *file_out, loff_t pos_out,
3128                              size_t *req_count, unsigned int flags)
3129 {
3130         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
3131         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
3132         uint64_t count = *req_count;
3133         loff_t size_in;
3134         int ret;
3135
3136         ret = generic_file_rw_checks(file_in, file_out);
3137         if (ret)
3138                 return ret;
3139
3140         /* Don't touch certain kinds of inodes */
3141         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
3142                 return -EPERM;
3143
3144         if (IS_SWAPFILE(inode_in) || IS_SWAPFILE(inode_out))
3145                 return -ETXTBSY;
3146
3147         /* Ensure offsets don't wrap. */
3148         if (pos_in + count < pos_in || pos_out + count < pos_out)
3149                 return -EOVERFLOW;
3150
3151         /* Shorten the copy to EOF */
3152         size_in = i_size_read(inode_in);
3153         if (pos_in >= size_in)
3154                 count = 0;
3155         else
3156                 count = min(count, size_in - (uint64_t)pos_in);
3157
3158         ret = generic_write_check_limits(file_out, pos_out, &count);
3159         if (ret)
3160                 return ret;
3161
3162         /* Don't allow overlapped copying within the same file. */
3163         if (inode_in == inode_out &&
3164             pos_out + count > pos_in &&
3165             pos_out < pos_in + count)
3166                 return -EINVAL;
3167
3168         *req_count = count;
3169         return 0;
3170 }
3171
3172 int pagecache_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
3173                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
3174                                 struct page **pagep, void **fsdata)
3175 {
3176         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3177
3178         return aops->write_begin(file, mapping, pos, len, flags,
3179                                                         pagep, fsdata);
3180 }
3181 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_begin);
3182
3183 int pagecache_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
3184                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
3185                                 struct page *page, void *fsdata)
3186 {
3187         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3188
3189         return aops->write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
3190 }
3191 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_end);
3192
3193 ssize_t
3194 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3195 {
3196         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3197         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3198         struct inode    *inode = mapping->host;
3199         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3200         ssize_t         written;
3201         size_t          write_len;
3202         pgoff_t         end;
3203
3204         write_len = iov_iter_count(from);
3205         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3206
3207         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3208                 /* If there are pages to writeback, return */
3209                 if (filemap_range_has_page(inode->i_mapping, pos,
3210                                            pos + write_len - 1))
3211                         return -EAGAIN;
3212         } else {
3213                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3214                                                         pos + write_len - 1);
3215                 if (written)
3216                         goto out;
3217         }
3218
3219         /*
3220          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3221          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3222          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3223          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3224          */
3225         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3226                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3227         /*
3228          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3229          * to buffered write.
3230          */
3231         if (written) {
3232                 if (written == -EBUSY)
3233                         return 0;
3234                 goto out;
3235         }
3236
3237         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3238
3239         /*
3240          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3241          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3242          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3243          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3244          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3245          * fails, tough, the write still worked...
3246          *
3247          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3248          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3249          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3250          * them by removing it completely
3251          */
3252         if (mapping->nrpages)
3253                 invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3254                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3255
3256         if (written > 0) {
3257                 pos += written;
3258                 write_len -= written;
3259                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3260                         i_size_write(inode, pos);
3261                         mark_inode_dirty(inode);
3262                 }
3263                 iocb->ki_pos = pos;
3264         }
3265         iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3266 out:
3267         return written;
3268 }
3269 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3270
3271 /*
3272  * Find or create a page at the given pagecache position. Return the locked
3273  * page. This function is specifically for buffered writes.
3274  */
3275 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
3276                                         pgoff_t index, unsigned flags)
3277 {
3278         struct page *page;
3279         int fgp_flags = FGP_LOCK|FGP_WRITE|FGP_CREAT;
3280
3281         if (flags & AOP_FLAG_NOFS)
3282                 fgp_flags |= FGP_NOFS;
3283
3284         page = pagecache_get_page(mapping, index, fgp_flags,
3285                         mapping_gfp_mask(mapping));
3286         if (page)
3287                 wait_for_stable_page(page);
3288
3289         return page;
3290 }
3291 EXPORT_SYMBOL(grab_cache_page_write_begin);
3292
3293 ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
3294                                 struct iov_iter *i, loff_t pos)
3295 {
3296         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3297         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3298         long status = 0;
3299         ssize_t written = 0;
3300         unsigned int flags = 0;
3301
3302         do {
3303                 struct page *page;
3304                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3305                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3306                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3307                 void *fsdata;
3308
3309                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3310                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3311                                                 iov_iter_count(i));
3312
3313 again:
3314                 /*
3315                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3316                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3317                  * same page as we're writing to, without it being marked
3318                  * up-to-date.
3319                  *
3320                  * Not only is this an optimisation, but it is also required
3321                  * to check that the address is actually valid, when atomic
3322                  * usercopies are used, below.
3323                  */
3324                 if (unlikely(iov_iter_fault_in_readable(i, bytes))) {
3325                         status = -EFAULT;
3326                         break;
3327                 }
3328
3329                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3330                         status = -EINTR;
3331                         break;
3332                 }
3333
3334                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
3335                                                 &page, &fsdata);
3336                 if (unlikely(status < 0))
3337                         break;
3338
3339                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3340                         flush_dcache_page(page);
3341
3342                 copied = iov_iter_copy_from_user_atomic(page, i, offset, bytes);
3343                 flush_dcache_page(page);
3344
3345                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3346                                                 page, fsdata);
3347                 if (unlikely(status < 0))
3348                         break;
3349                 copied = status;
3350
3351                 cond_resched();
3352
3353                 iov_iter_advance(i, copied);
3354                 if (unlikely(copied == 0)) {
3355                         /*
3356                          * If we were unable to copy any data at all, we must
3357                          * fall back to a single segment length write.
3358                          *
3359                          * If we didn't fallback here, we could livelock
3360                          * because not all segments in the iov can be copied at
3361                          * once without a pagefault.
3362                          */
3363                         bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3364                                                 iov_iter_single_seg_count(i));
3365                         goto again;
3366                 }
3367                 pos += copied;
3368                 written += copied;
3369
3370                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3371         } while (iov_iter_count(i));
3372
3373         return written ? written : status;
3374 }
3375 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3376
3377 /**
3378  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3379  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3380  * @from:       iov_iter with data to write
3381  *
3382  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3383  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3384  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3385  * do direct IO or a standard buffered write.
3386  *
3387  * It expects i_mutex to be grabbed unless we work on a block device or similar
3388  * object which does not need locking at all.
3389  *
3390  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3391  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3392  * avoid syncing under i_mutex.
3393  *
3394  * Return:
3395  * * number of bytes written, even for truncated writes
3396  * * negative error code if no data has been written at all
3397  */
3398 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3399 {
3400         struct file *file = iocb->ki_filp;
3401         struct address_space * mapping = file->f_mapping;
3402         struct inode    *inode = mapping->host;
3403         ssize_t         written = 0;
3404         ssize_t         err;
3405         ssize_t         status;
3406
3407         /* We can write back this queue in page reclaim */
3408         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3409         err = file_remove_privs(file);
3410         if (err)
3411                 goto out;
3412
3413         err = file_update_time(file);
3414         if (err)
3415                 goto out;
3416
3417         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3418                 loff_t pos, endbyte;
3419
3420                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3421                 /*
3422                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3423                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3424                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3425                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3426                  * page-cache pages correctly).
3427                  */
3428                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3429                         goto out;
3430
3431                 status = generic_perform_write(file, from, pos = iocb->ki_pos);
3432                 /*
3433                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3434                  * then we want to return the number of bytes which were
3435                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3436                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3437                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3438                  */
3439                 if (unlikely(status < 0)) {
3440                         err = status;
3441                         goto out;
3442                 }
3443                 /*
3444                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3445                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3446                  * semantics.
3447                  */
3448                 endbyte = pos + status - 1;
3449                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3450                 if (err == 0) {
3451                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3452                         written += status;
3453                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3454                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3455                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3456                 } else {
3457                         /*
3458                          * We don't know how much we wrote, so just return
3459                          * the number of bytes which were direct-written
3460                          */
3461                 }
3462         } else {
3463                 written = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
3464                 if (likely(written > 0))
3465                         iocb->ki_pos += written;
3466         }
3467 out:
3468         current->backing_dev_info = NULL;
3469         return written ? written : err;
3470 }
3471 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3472
3473 /**
3474  * generic_file_write_iter - write data to a file
3475  * @iocb:       IO state structure
3476  * @from:       iov_iter with data to write
3477  *
3478  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3479  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3480  * and acquires i_mutex as needed.
3481  * Return:
3482  * * negative error code if no data has been written at all of
3483  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3484  * * number of bytes written, even for truncated writes
3485  */
3486 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3487 {
3488         struct file *file = iocb->ki_filp;
3489         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3490         ssize_t ret;
3491
3492         inode_lock(inode);
3493         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3494         if (ret > 0)
3495                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3496         inode_unlock(inode);
3497
3498         if (ret > 0)
3499                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3500         return ret;
3501 }
3502 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3503
3504 /**
3505  * try_to_release_page() - release old fs-specific metadata on a page
3506  *
3507  * @page: the page which the kernel is trying to free
3508  * @gfp_mask: memory allocation flags (and I/O mode)
3509  *
3510  * The address_space is to try to release any data against the page
3511  * (presumably at page->private).
3512  *
3513  * This may also be called if PG_fscache is set on a page, indicating that the
3514  * page is known to the local caching routines.
3515  *
3516  * The @gfp_mask argument specifies whether I/O may be performed to release
3517  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3518  *
3519  * Return: %1 if the release was successful, otherwise return zero.
3520  */
3521 int try_to_release_page(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
3522 {
3523         struct address_space * const mapping = page->mapping;
3524
3525         BUG_ON(!PageLocked(page));
3526         if (PageWriteback(page))
3527                 return 0;
3528
3529         if (mapping && mapping->a_ops->releasepage)
3530                 return mapping->a_ops->releasepage(page, gfp_mask);
3531         return try_to_free_buffers(page);
3532 }
3533
3534 EXPORT_SYMBOL(try_to_release_page);