RISC-V: Add mvendorid, marchid, and mimpid to /proc/cpuinfo output
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / filemap.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *      linux/mm/filemap.c
4  *
5  * Copyright (C) 1994-1999  Linus Torvalds
6  */
7
8 /*
9  * This file handles the generic file mmap semantics used by
10  * most "normal" filesystems (but you don't /have/ to use this:
11  * the NFS filesystem used to do this differently, for example)
12  */
13 #include <linux/export.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/dax.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/sched/signal.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/capability.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/gfp.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/swapops.h>
25 #include <linux/mman.h>
26 #include <linux/pagemap.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/error-injection.h>
30 #include <linux/hash.h>
31 #include <linux/writeback.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/pagevec.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/shmem_fs.h>
39 #include <linux/rmap.h>
40 #include <linux/delayacct.h>
41 #include <linux/psi.h>
42 #include <linux/ramfs.h>
43 #include <linux/page_idle.h>
44 #include <linux/migrate.h>
45 #include <asm/pgalloc.h>
46 #include <asm/tlbflush.h>
47 #include "internal.h"
48
49 #define CREATE_TRACE_POINTS
50 #include <trace/events/filemap.h>
51
52 /*
53  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
54  */
55 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
56
57 #include <asm/mman.h>
58
59 /*
60  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
61  * though.
62  *
63  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
64  *
65  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
66  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
67  *
68  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
69  */
70
71 /*
72  * Lock ordering:
73  *
74  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
75  *    ->private_lock            (__free_pte->block_dirty_folio)
76  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
77  *        ->i_pages lock
78  *
79  *  ->i_rwsem
80  *    ->invalidate_lock         (acquired by fs in truncate path)
81  *      ->i_mmap_rwsem          (truncate->unmap_mapping_range)
82  *
83  *  ->mmap_lock
84  *    ->i_mmap_rwsem
85  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
86  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
87  *
88  *  ->mmap_lock
89  *    ->invalidate_lock         (filemap_fault)
90  *      ->lock_page             (filemap_fault, access_process_vm)
91  *
92  *  ->i_rwsem                   (generic_perform_write)
93  *    ->mmap_lock               (fault_in_readable->do_page_fault)
94  *
95  *  bdi->wb.list_lock
96  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
97  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
98  *
99  *  ->i_mmap_rwsem
100  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
101  *
102  *  ->anon_vma.lock
103  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
104  *
105  *  ->page_table_lock or pte_lock
106  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
107  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
108  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
109  *    ->lruvec->lru_lock        (follow_page->mark_page_accessed)
110  *    ->lruvec->lru_lock        (check_pte_range->isolate_lru_page)
111  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
112  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
113  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
114  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
115  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
116  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
117  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
118  *    ->private_lock            (zap_pte_range->block_dirty_folio)
119  *
120  * ->i_mmap_rwsem
121  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
122  */
123
124 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
125                                    struct folio *folio, void *shadow)
126 {
127         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio->index);
128         long nr = 1;
129
130         mapping_set_update(&xas, mapping);
131
132         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
133         if (!folio_test_hugetlb(folio)) {
134                 xas_set_order(&xas, folio->index, folio_order(folio));
135                 nr = folio_nr_pages(folio);
136         }
137
138         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
139
140         xas_store(&xas, shadow);
141         xas_init_marks(&xas);
142
143         folio->mapping = NULL;
144         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
145         mapping->nrpages -= nr;
146 }
147
148 static void filemap_unaccount_folio(struct address_space *mapping,
149                 struct folio *folio)
150 {
151         long nr;
152
153         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_mapped(folio), folio);
154         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(folio_mapped(folio))) {
155                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
156                          current->comm, folio_pfn(folio));
157                 dump_page(&folio->page, "still mapped when deleted");
158                 dump_stack();
159                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
160
161                 if (mapping_exiting(mapping) && !folio_test_large(folio)) {
162                         int mapcount = page_mapcount(&folio->page);
163
164                         if (folio_ref_count(folio) >= mapcount + 2) {
165                                 /*
166                                  * All vmas have already been torn down, so it's
167                                  * a good bet that actually the page is unmapped
168                                  * and we'd rather not leak it: if we're wrong,
169                                  * another bad page check should catch it later.
170                                  */
171                                 page_mapcount_reset(&folio->page);
172                                 folio_ref_sub(folio, mapcount);
173                         }
174                 }
175         }
176
177         /* hugetlb folios do not participate in page cache accounting. */
178         if (folio_test_hugetlb(folio))
179                 return;
180
181         nr = folio_nr_pages(folio);
182
183         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_PAGES, -nr);
184         if (folio_test_swapbacked(folio)) {
185                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SHMEM, -nr);
186                 if (folio_test_pmd_mappable(folio))
187                         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SHMEM_THPS, -nr);
188         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
189                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_THPS, -nr);
190                 filemap_nr_thps_dec(mapping);
191         }
192
193         /*
194          * At this point folio must be either written or cleaned by
195          * truncate.  Dirty folio here signals a bug and loss of
196          * unwritten data - on ordinary filesystems.
197          *
198          * But it's harmless on in-memory filesystems like tmpfs; and can
199          * occur when a driver which did get_user_pages() sets page dirty
200          * before putting it, while the inode is being finally evicted.
201          *
202          * Below fixes dirty accounting after removing the folio entirely
203          * but leaves the dirty flag set: it has no effect for truncated
204          * folio and anyway will be cleared before returning folio to
205          * buddy allocator.
206          */
207         if (WARN_ON_ONCE(folio_test_dirty(folio) &&
208                          mapping_can_writeback(mapping)))
209                 folio_account_cleaned(folio, inode_to_wb(mapping->host));
210 }
211
212 /*
213  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
214  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
215  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
216  */
217 void __filemap_remove_folio(struct folio *folio, void *shadow)
218 {
219         struct address_space *mapping = folio->mapping;
220
221         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(folio);
222         filemap_unaccount_folio(mapping, folio);
223         page_cache_delete(mapping, folio, shadow);
224 }
225
226 void filemap_free_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
227 {
228         void (*free_folio)(struct folio *);
229         int refs = 1;
230
231         free_folio = mapping->a_ops->free_folio;
232         if (free_folio)
233                 free_folio(folio);
234
235         if (folio_test_large(folio) && !folio_test_hugetlb(folio))
236                 refs = folio_nr_pages(folio);
237         folio_put_refs(folio, refs);
238 }
239
240 /**
241  * filemap_remove_folio - Remove folio from page cache.
242  * @folio: The folio.
243  *
244  * This must be called only on folios that are locked and have been
245  * verified to be in the page cache.  It will never put the folio into
246  * the free list because the caller has a reference on the page.
247  */
248 void filemap_remove_folio(struct folio *folio)
249 {
250         struct address_space *mapping = folio->mapping;
251
252         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
253         spin_lock(&mapping->host->i_lock);
254         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
255         __filemap_remove_folio(folio, NULL);
256         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
257         if (mapping_shrinkable(mapping))
258                 inode_add_lru(mapping->host);
259         spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
260
261         filemap_free_folio(mapping, folio);
262 }
263
264 /*
265  * page_cache_delete_batch - delete several folios from page cache
266  * @mapping: the mapping to which folios belong
267  * @fbatch: batch of folios to delete
268  *
269  * The function walks over mapping->i_pages and removes folios passed in
270  * @fbatch from the mapping. The function expects @fbatch to be sorted
271  * by page index and is optimised for it to be dense.
272  * It tolerates holes in @fbatch (mapping entries at those indices are not
273  * modified).
274  *
275  * The function expects the i_pages lock to be held.
276  */
277 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
278                              struct folio_batch *fbatch)
279 {
280         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, fbatch->folios[0]->index);
281         long total_pages = 0;
282         int i = 0;
283         struct folio *folio;
284
285         mapping_set_update(&xas, mapping);
286         xas_for_each(&xas, folio, ULONG_MAX) {
287                 if (i >= folio_batch_count(fbatch))
288                         break;
289
290                 /* A swap/dax/shadow entry got inserted? Skip it. */
291                 if (xa_is_value(folio))
292                         continue;
293                 /*
294                  * A page got inserted in our range? Skip it. We have our
295                  * pages locked so they are protected from being removed.
296                  * If we see a page whose index is higher than ours, it
297                  * means our page has been removed, which shouldn't be
298                  * possible because we're holding the PageLock.
299                  */
300                 if (folio != fbatch->folios[i]) {
301                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio->index >
302                                         fbatch->folios[i]->index, folio);
303                         continue;
304                 }
305
306                 WARN_ON_ONCE(!folio_test_locked(folio));
307
308                 folio->mapping = NULL;
309                 /* Leave folio->index set: truncation lookup relies on it */
310
311                 i++;
312                 xas_store(&xas, NULL);
313                 total_pages += folio_nr_pages(folio);
314         }
315         mapping->nrpages -= total_pages;
316 }
317
318 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
319                                   struct folio_batch *fbatch)
320 {
321         int i;
322
323         if (!folio_batch_count(fbatch))
324                 return;
325
326         spin_lock(&mapping->host->i_lock);
327         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
328         for (i = 0; i < folio_batch_count(fbatch); i++) {
329                 struct folio *folio = fbatch->folios[i];
330
331                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(folio);
332                 filemap_unaccount_folio(mapping, folio);
333         }
334         page_cache_delete_batch(mapping, fbatch);
335         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
336         if (mapping_shrinkable(mapping))
337                 inode_add_lru(mapping->host);
338         spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
339
340         for (i = 0; i < folio_batch_count(fbatch); i++)
341                 filemap_free_folio(mapping, fbatch->folios[i]);
342 }
343
344 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
345 {
346         int ret = 0;
347         /* Check for outstanding write errors */
348         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
349             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
350                 ret = -ENOSPC;
351         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
352             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
353                 ret = -EIO;
354         return ret;
355 }
356 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
357
358 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
359 {
360         /* Check for outstanding write errors */
361         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
362                 return -EIO;
363         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
364                 return -ENOSPC;
365         return 0;
366 }
367
368 /**
369  * filemap_fdatawrite_wbc - start writeback on mapping dirty pages in range
370  * @mapping:    address space structure to write
371  * @wbc:        the writeback_control controlling the writeout
372  *
373  * Call writepages on the mapping using the provided wbc to control the
374  * writeout.
375  *
376  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
377  */
378 int filemap_fdatawrite_wbc(struct address_space *mapping,
379                            struct writeback_control *wbc)
380 {
381         int ret;
382
383         if (!mapping_can_writeback(mapping) ||
384             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
385                 return 0;
386
387         wbc_attach_fdatawrite_inode(wbc, mapping->host);
388         ret = do_writepages(mapping, wbc);
389         wbc_detach_inode(wbc);
390         return ret;
391 }
392 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_wbc);
393
394 /**
395  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
396  * @mapping:    address space structure to write
397  * @start:      offset in bytes where the range starts
398  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
399  * @sync_mode:  enable synchronous operation
400  *
401  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
402  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
403  *
404  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
405  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
406  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
407  * be waited upon, and not just skipped over.
408  *
409  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
410  */
411 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
412                                 loff_t end, int sync_mode)
413 {
414         struct writeback_control wbc = {
415                 .sync_mode = sync_mode,
416                 .nr_to_write = LONG_MAX,
417                 .range_start = start,
418                 .range_end = end,
419         };
420
421         return filemap_fdatawrite_wbc(mapping, &wbc);
422 }
423
424 static inline int __filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping,
425         int sync_mode)
426 {
427         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, 0, LLONG_MAX, sync_mode);
428 }
429
430 int filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping)
431 {
432         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_ALL);
433 }
434 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite);
435
436 int filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
437                                 loff_t end)
438 {
439         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end, WB_SYNC_ALL);
440 }
441 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_range);
442
443 /**
444  * filemap_flush - mostly a non-blocking flush
445  * @mapping:    target address_space
446  *
447  * This is a mostly non-blocking flush.  Not suitable for data-integrity
448  * purposes - I/O may not be started against all dirty pages.
449  *
450  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
451  */
452 int filemap_flush(struct address_space *mapping)
453 {
454         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_NONE);
455 }
456 EXPORT_SYMBOL(filemap_flush);
457
458 /**
459  * filemap_range_has_page - check if a page exists in range.
460  * @mapping:           address space within which to check
461  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
462  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
463  *
464  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
465  * direct writing in this range will trigger a writeback.
466  *
467  * Return: %true if at least one page exists in the specified range,
468  * %false otherwise.
469  */
470 bool filemap_range_has_page(struct address_space *mapping,
471                            loff_t start_byte, loff_t end_byte)
472 {
473         struct page *page;
474         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
475         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
476
477         if (end_byte < start_byte)
478                 return false;
479
480         rcu_read_lock();
481         for (;;) {
482                 page = xas_find(&xas, max);
483                 if (xas_retry(&xas, page))
484                         continue;
485                 /* Shadow entries don't count */
486                 if (xa_is_value(page))
487                         continue;
488                 /*
489                  * We don't need to try to pin this page; we're about to
490                  * release the RCU lock anyway.  It is enough to know that
491                  * there was a page here recently.
492                  */
493                 break;
494         }
495         rcu_read_unlock();
496
497         return page != NULL;
498 }
499 EXPORT_SYMBOL(filemap_range_has_page);
500
501 static void __filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping,
502                                      loff_t start_byte, loff_t end_byte)
503 {
504         pgoff_t index = start_byte >> PAGE_SHIFT;
505         pgoff_t end = end_byte >> PAGE_SHIFT;
506         struct pagevec pvec;
507         int nr_pages;
508
509         if (end_byte < start_byte)
510                 return;
511
512         pagevec_init(&pvec);
513         while (index <= end) {
514                 unsigned i;
515
516                 nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index,
517                                 end, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
518                 if (!nr_pages)
519                         break;
520
521                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
522                         struct page *page = pvec.pages[i];
523
524                         wait_on_page_writeback(page);
525                         ClearPageError(page);
526                 }
527                 pagevec_release(&pvec);
528                 cond_resched();
529         }
530 }
531
532 /**
533  * filemap_fdatawait_range - wait for writeback to complete
534  * @mapping:            address space structure to wait for
535  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
536  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
537  *
538  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
539  * in the given range and wait for all of them.  Check error status of
540  * the address space and return it.
541  *
542  * Since the error status of the address space is cleared by this function,
543  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
544  * reporting the error.
545  *
546  * Return: error status of the address space.
547  */
548 int filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping, loff_t start_byte,
549                             loff_t end_byte)
550 {
551         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
552         return filemap_check_errors(mapping);
553 }
554 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range);
555
556 /**
557  * filemap_fdatawait_range_keep_errors - wait for writeback to complete
558  * @mapping:            address space structure to wait for
559  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
560  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
561  *
562  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space in the
563  * given range and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait_range(),
564  * this function does not clear error status of the address space.
565  *
566  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
567  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
568  * fsfreeze(8)
569  */
570 int filemap_fdatawait_range_keep_errors(struct address_space *mapping,
571                 loff_t start_byte, loff_t end_byte)
572 {
573         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
574         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range_keep_errors);
577
578 /**
579  * file_fdatawait_range - wait for writeback to complete
580  * @file:               file pointing to address space structure to wait for
581  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
582  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
583  *
584  * Walk the list of under-writeback pages of the address space that file
585  * refers to, in the given range and wait for all of them.  Check error
586  * status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor and return it.
587  *
588  * Since the error status of the file is advanced by this function,
589  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
590  * reporting the error.
591  *
592  * Return: error status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor.
593  */
594 int file_fdatawait_range(struct file *file, loff_t start_byte, loff_t end_byte)
595 {
596         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
597
598         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
599         return file_check_and_advance_wb_err(file);
600 }
601 EXPORT_SYMBOL(file_fdatawait_range);
602
603 /**
604  * filemap_fdatawait_keep_errors - wait for writeback without clearing errors
605  * @mapping: address space structure to wait for
606  *
607  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
608  * and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait(), this function
609  * does not clear error status of the address space.
610  *
611  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
612  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
613  * fsfreeze(8)
614  *
615  * Return: error status of the address space.
616  */
617 int filemap_fdatawait_keep_errors(struct address_space *mapping)
618 {
619         __filemap_fdatawait_range(mapping, 0, LLONG_MAX);
620         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
621 }
622 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_keep_errors);
623
624 /* Returns true if writeback might be needed or already in progress. */
625 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
626 {
627         return mapping->nrpages;
628 }
629
630 bool filemap_range_has_writeback(struct address_space *mapping,
631                                  loff_t start_byte, loff_t end_byte)
632 {
633         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
634         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
635         struct page *page;
636
637         if (end_byte < start_byte)
638                 return false;
639
640         rcu_read_lock();
641         xas_for_each(&xas, page, max) {
642                 if (xas_retry(&xas, page))
643                         continue;
644                 if (xa_is_value(page))
645                         continue;
646                 if (PageDirty(page) || PageLocked(page) || PageWriteback(page))
647                         break;
648         }
649         rcu_read_unlock();
650         return page != NULL;
651 }
652 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_range_has_writeback);
653
654 /**
655  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
656  * @mapping:    the address_space for the pages
657  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
658  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
659  *
660  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
661  *
662  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
663  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
664  *
665  * Return: error status of the address space.
666  */
667 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
668                                  loff_t lstart, loff_t lend)
669 {
670         int err = 0, err2;
671
672         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
673                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
674                                                  WB_SYNC_ALL);
675                 /*
676                  * Even if the above returned error, the pages may be
677                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
678                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
679                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
680                  */
681                 if (err != -EIO)
682                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
683         }
684         err2 = filemap_check_errors(mapping);
685         if (!err)
686                 err = err2;
687         return err;
688 }
689 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
690
691 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
692 {
693         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
694
695         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
696 }
697 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
698
699 /**
700  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
701  *                                 and advance wb_err to current one
702  * @file: struct file on which the error is being reported
703  *
704  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
705  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
706  * since the file was opened if there haven't been any).
707  *
708  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
709  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
710  *
711  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
712  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
713  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
714  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
715  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
716  *
717  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
718  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
719  * the latest value swapped in for this file descriptor.
720  *
721  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
722  */
723 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
724 {
725         int err = 0;
726         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
727         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
728
729         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
730         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
731                 /* Something changed, must use slow path */
732                 spin_lock(&file->f_lock);
733                 old = file->f_wb_err;
734                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
735                                                 &file->f_wb_err);
736                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
737                 spin_unlock(&file->f_lock);
738         }
739
740         /*
741          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
742          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
743          * that the legacy code would have had on these flags.
744          */
745         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
746         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
747         return err;
748 }
749 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
750
751 /**
752  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
753  * @file:       file pointing to address_space with pages
754  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
755  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
756  *
757  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
758  *
759  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
760  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
761  *
762  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
763  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
764  *
765  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
766  */
767 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
768 {
769         int err = 0, err2;
770         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
771
772         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
773                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
774                                                  WB_SYNC_ALL);
775                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
776                 if (err != -EIO)
777                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
778         }
779         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
780         if (!err)
781                 err = err2;
782         return err;
783 }
784 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
785
786 /**
787  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
788  * @old:        page to be replaced
789  * @new:        page to replace with
790  *
791  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
792  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
793  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
794  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
795  * caller must do that.
796  *
797  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
798  */
799 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new)
800 {
801         struct folio *fold = page_folio(old);
802         struct folio *fnew = page_folio(new);
803         struct address_space *mapping = old->mapping;
804         void (*free_folio)(struct folio *) = mapping->a_ops->free_folio;
805         pgoff_t offset = old->index;
806         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
807
808         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(old), old);
809         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(new), new);
810         VM_BUG_ON_PAGE(new->mapping, new);
811
812         get_page(new);
813         new->mapping = mapping;
814         new->index = offset;
815
816         mem_cgroup_migrate(fold, fnew);
817
818         xas_lock_irq(&xas);
819         xas_store(&xas, new);
820
821         old->mapping = NULL;
822         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
823         if (!PageHuge(old))
824                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_FILE_PAGES);
825         if (!PageHuge(new))
826                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
827         if (PageSwapBacked(old))
828                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_SHMEM);
829         if (PageSwapBacked(new))
830                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_SHMEM);
831         xas_unlock_irq(&xas);
832         if (free_folio)
833                 free_folio(fold);
834         folio_put(fold);
835 }
836 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
837
838 noinline int __filemap_add_folio(struct address_space *mapping,
839                 struct folio *folio, pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp)
840 {
841         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
842         int huge = folio_test_hugetlb(folio);
843         bool charged = false;
844         long nr = 1;
845
846         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
847         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_swapbacked(folio), folio);
848         mapping_set_update(&xas, mapping);
849
850         if (!huge) {
851                 int error = mem_cgroup_charge(folio, NULL, gfp);
852                 VM_BUG_ON_FOLIO(index & (folio_nr_pages(folio) - 1), folio);
853                 if (error)
854                         return error;
855                 charged = true;
856                 xas_set_order(&xas, index, folio_order(folio));
857                 nr = folio_nr_pages(folio);
858         }
859
860         gfp &= GFP_RECLAIM_MASK;
861         folio_ref_add(folio, nr);
862         folio->mapping = mapping;
863         folio->index = xas.xa_index;
864
865         do {
866                 unsigned int order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
867                 void *entry, *old = NULL;
868
869                 if (order > folio_order(folio))
870                         xas_split_alloc(&xas, xa_load(xas.xa, xas.xa_index),
871                                         order, gfp);
872                 xas_lock_irq(&xas);
873                 xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
874                         old = entry;
875                         if (!xa_is_value(entry)) {
876                                 xas_set_err(&xas, -EEXIST);
877                                 goto unlock;
878                         }
879                 }
880
881                 if (old) {
882                         if (shadowp)
883                                 *shadowp = old;
884                         /* entry may have been split before we acquired lock */
885                         order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
886                         if (order > folio_order(folio)) {
887                                 /* How to handle large swap entries? */
888                                 BUG_ON(shmem_mapping(mapping));
889                                 xas_split(&xas, old, order);
890                                 xas_reset(&xas);
891                         }
892                 }
893
894                 xas_store(&xas, folio);
895                 if (xas_error(&xas))
896                         goto unlock;
897
898                 mapping->nrpages += nr;
899
900                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
901                 if (!huge) {
902                         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_PAGES, nr);
903                         if (folio_test_pmd_mappable(folio))
904                                 __lruvec_stat_mod_folio(folio,
905                                                 NR_FILE_THPS, nr);
906                 }
907 unlock:
908                 xas_unlock_irq(&xas);
909         } while (xas_nomem(&xas, gfp));
910
911         if (xas_error(&xas))
912                 goto error;
913
914         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(folio);
915         return 0;
916 error:
917         if (charged)
918                 mem_cgroup_uncharge(folio);
919         folio->mapping = NULL;
920         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
921         folio_put_refs(folio, nr);
922         return xas_error(&xas);
923 }
924 ALLOW_ERROR_INJECTION(__filemap_add_folio, ERRNO);
925
926 int filemap_add_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
927                                 pgoff_t index, gfp_t gfp)
928 {
929         void *shadow = NULL;
930         int ret;
931
932         __folio_set_locked(folio);
933         ret = __filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp, &shadow);
934         if (unlikely(ret))
935                 __folio_clear_locked(folio);
936         else {
937                 /*
938                  * The folio might have been evicted from cache only
939                  * recently, in which case it should be activated like
940                  * any other repeatedly accessed folio.
941                  * The exception is folios getting rewritten; evicting other
942                  * data from the working set, only to cache data that will
943                  * get overwritten with something else, is a waste of memory.
944                  */
945                 WARN_ON_ONCE(folio_test_active(folio));
946                 if (!(gfp & __GFP_WRITE) && shadow)
947                         workingset_refault(folio, shadow);
948                 folio_add_lru(folio);
949         }
950         return ret;
951 }
952 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_add_folio);
953
954 #ifdef CONFIG_NUMA
955 struct folio *filemap_alloc_folio(gfp_t gfp, unsigned int order)
956 {
957         int n;
958         struct folio *folio;
959
960         if (cpuset_do_page_mem_spread()) {
961                 unsigned int cpuset_mems_cookie;
962                 do {
963                         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
964                         n = cpuset_mem_spread_node();
965                         folio = __folio_alloc_node(gfp, order, n);
966                 } while (!folio && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
967
968                 return folio;
969         }
970         return folio_alloc(gfp, order);
971 }
972 EXPORT_SYMBOL(filemap_alloc_folio);
973 #endif
974
975 /*
976  * filemap_invalidate_lock_two - lock invalidate_lock for two mappings
977  *
978  * Lock exclusively invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
979  *
980  * @mapping1: the first mapping to lock
981  * @mapping2: the second mapping to lock
982  */
983 void filemap_invalidate_lock_two(struct address_space *mapping1,
984                                  struct address_space *mapping2)
985 {
986         if (mapping1 > mapping2)
987                 swap(mapping1, mapping2);
988         if (mapping1)
989                 down_write(&mapping1->invalidate_lock);
990         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
991                 down_write_nested(&mapping2->invalidate_lock, 1);
992 }
993 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_lock_two);
994
995 /*
996  * filemap_invalidate_unlock_two - unlock invalidate_lock for two mappings
997  *
998  * Unlock exclusive invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
999  *
1000  * @mapping1: the first mapping to unlock
1001  * @mapping2: the second mapping to unlock
1002  */
1003 void filemap_invalidate_unlock_two(struct address_space *mapping1,
1004                                    struct address_space *mapping2)
1005 {
1006         if (mapping1)
1007                 up_write(&mapping1->invalidate_lock);
1008         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1009                 up_write(&mapping2->invalidate_lock);
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_unlock_two);
1012
1013 /*
1014  * In order to wait for pages to become available there must be
1015  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
1016  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
1017  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
1018  * become available, and for the woken contexts to check to be
1019  * sure the appropriate page became available, this saves space
1020  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
1021  * collisions.
1022  */
1023 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
1024 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
1025 static wait_queue_head_t folio_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
1026
1027 static wait_queue_head_t *folio_waitqueue(struct folio *folio)
1028 {
1029         return &folio_wait_table[hash_ptr(folio, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
1030 }
1031
1032 void __init pagecache_init(void)
1033 {
1034         int i;
1035
1036         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
1037                 init_waitqueue_head(&folio_wait_table[i]);
1038
1039         page_writeback_init();
1040 }
1041
1042 /*
1043  * The page wait code treats the "wait->flags" somewhat unusually, because
1044  * we have multiple different kinds of waits, not just the usual "exclusive"
1045  * one.
1046  *
1047  * We have:
1048  *
1049  *  (a) no special bits set:
1050  *
1051  *      We're just waiting for the bit to be released, and when a waker
1052  *      calls the wakeup function, we set WQ_FLAG_WOKEN and wake it up,
1053  *      and remove it from the wait queue.
1054  *
1055  *      Simple and straightforward.
1056  *
1057  *  (b) WQ_FLAG_EXCLUSIVE:
1058  *
1059  *      The waiter is waiting to get the lock, and only one waiter should
1060  *      be woken up to avoid any thundering herd behavior. We'll set the
1061  *      WQ_FLAG_WOKEN bit, wake it up, and remove it from the wait queue.
1062  *
1063  *      This is the traditional exclusive wait.
1064  *
1065  *  (c) WQ_FLAG_EXCLUSIVE | WQ_FLAG_CUSTOM:
1066  *
1067  *      The waiter is waiting to get the bit, and additionally wants the
1068  *      lock to be transferred to it for fair lock behavior. If the lock
1069  *      cannot be taken, we stop walking the wait queue without waking
1070  *      the waiter.
1071  *
1072  *      This is the "fair lock handoff" case, and in addition to setting
1073  *      WQ_FLAG_WOKEN, we set WQ_FLAG_DONE to let the waiter easily see
1074  *      that it now has the lock.
1075  */
1076 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1077 {
1078         unsigned int flags;
1079         struct wait_page_key *key = arg;
1080         struct wait_page_queue *wait_page
1081                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1082
1083         if (!wake_page_match(wait_page, key))
1084                 return 0;
1085
1086         /*
1087          * If it's a lock handoff wait, we get the bit for it, and
1088          * stop walking (and do not wake it up) if we can't.
1089          */
1090         flags = wait->flags;
1091         if (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1092                 if (test_bit(key->bit_nr, &key->folio->flags))
1093                         return -1;
1094                 if (flags & WQ_FLAG_CUSTOM) {
1095                         if (test_and_set_bit(key->bit_nr, &key->folio->flags))
1096                                 return -1;
1097                         flags |= WQ_FLAG_DONE;
1098                 }
1099         }
1100
1101         /*
1102          * We are holding the wait-queue lock, but the waiter that
1103          * is waiting for this will be checking the flags without
1104          * any locking.
1105          *
1106          * So update the flags atomically, and wake up the waiter
1107          * afterwards to avoid any races. This store-release pairs
1108          * with the load-acquire in folio_wait_bit_common().
1109          */
1110         smp_store_release(&wait->flags, flags | WQ_FLAG_WOKEN);
1111         wake_up_state(wait->private, mode);
1112
1113         /*
1114          * Ok, we have successfully done what we're waiting for,
1115          * and we can unconditionally remove the wait entry.
1116          *
1117          * Note that this pairs with the "finish_wait()" in the
1118          * waiter, and has to be the absolute last thing we do.
1119          * After this list_del_init(&wait->entry) the wait entry
1120          * might be de-allocated and the process might even have
1121          * exited.
1122          */
1123         list_del_init_careful(&wait->entry);
1124         return (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) != 0;
1125 }
1126
1127 static void folio_wake_bit(struct folio *folio, int bit_nr)
1128 {
1129         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1130         struct wait_page_key key;
1131         unsigned long flags;
1132         wait_queue_entry_t bookmark;
1133
1134         key.folio = folio;
1135         key.bit_nr = bit_nr;
1136         key.page_match = 0;
1137
1138         bookmark.flags = 0;
1139         bookmark.private = NULL;
1140         bookmark.func = NULL;
1141         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1142
1143         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1144         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1145
1146         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1147                 /*
1148                  * Take a breather from holding the lock,
1149                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1150                  * to acquire the lock and remove themselves
1151                  * from wait queue
1152                  */
1153                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1154                 cpu_relax();
1155                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1156                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1157         }
1158
1159         /*
1160          * It's possible to miss clearing waiters here, when we woke our page
1161          * waiters, but the hashed waitqueue has waiters for other pages on it.
1162          * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1163          *
1164          * Note that, depending on the page pool (buddy, hugetlb, ZONE_DEVICE,
1165          * other), the flag may be cleared in the course of freeing the page;
1166          * but that is not required for correctness.
1167          */
1168         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match)
1169                 folio_clear_waiters(folio);
1170
1171         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1172 }
1173
1174 static void folio_wake(struct folio *folio, int bit)
1175 {
1176         if (!folio_test_waiters(folio))
1177                 return;
1178         folio_wake_bit(folio, bit);
1179 }
1180
1181 /*
1182  * A choice of three behaviors for folio_wait_bit_common():
1183  */
1184 enum behavior {
1185         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1186                          * __folio_lock() waiting on then setting PG_locked.
1187                          */
1188         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1189                          * folio_wait_writeback() waiting on PG_writeback.
1190                          */
1191         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1192                          * like folio_put_wait_locked() on PG_locked.
1193                          */
1194 };
1195
1196 /*
1197  * Attempt to check (or get) the folio flag, and mark us done
1198  * if successful.
1199  */
1200 static inline bool folio_trylock_flag(struct folio *folio, int bit_nr,
1201                                         struct wait_queue_entry *wait)
1202 {
1203         if (wait->flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1204                 if (test_and_set_bit(bit_nr, &folio->flags))
1205                         return false;
1206         } else if (test_bit(bit_nr, &folio->flags))
1207                 return false;
1208
1209         wait->flags |= WQ_FLAG_WOKEN | WQ_FLAG_DONE;
1210         return true;
1211 }
1212
1213 /* How many times do we accept lock stealing from under a waiter? */
1214 int sysctl_page_lock_unfairness = 5;
1215
1216 static inline int folio_wait_bit_common(struct folio *folio, int bit_nr,
1217                 int state, enum behavior behavior)
1218 {
1219         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1220         int unfairness = sysctl_page_lock_unfairness;
1221         struct wait_page_queue wait_page;
1222         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1223         bool thrashing = false;
1224         bool delayacct = false;
1225         unsigned long pflags;
1226
1227         if (bit_nr == PG_locked &&
1228             !folio_test_uptodate(folio) && folio_test_workingset(folio)) {
1229                 if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1230                         delayacct_thrashing_start();
1231                         delayacct = true;
1232                 }
1233                 psi_memstall_enter(&pflags);
1234                 thrashing = true;
1235         }
1236
1237         init_wait(wait);
1238         wait->func = wake_page_function;
1239         wait_page.folio = folio;
1240         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1241
1242 repeat:
1243         wait->flags = 0;
1244         if (behavior == EXCLUSIVE) {
1245                 wait->flags = WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
1246                 if (--unfairness < 0)
1247                         wait->flags |= WQ_FLAG_CUSTOM;
1248         }
1249
1250         /*
1251          * Do one last check whether we can get the
1252          * page bit synchronously.
1253          *
1254          * Do the folio_set_waiters() marking before that
1255          * to let any waker we _just_ missed know they
1256          * need to wake us up (otherwise they'll never
1257          * even go to the slow case that looks at the
1258          * page queue), and add ourselves to the wait
1259          * queue if we need to sleep.
1260          *
1261          * This part needs to be done under the queue
1262          * lock to avoid races.
1263          */
1264         spin_lock_irq(&q->lock);
1265         folio_set_waiters(folio);
1266         if (!folio_trylock_flag(folio, bit_nr, wait))
1267                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1268         spin_unlock_irq(&q->lock);
1269
1270         /*
1271          * From now on, all the logic will be based on
1272          * the WQ_FLAG_WOKEN and WQ_FLAG_DONE flag, to
1273          * see whether the page bit testing has already
1274          * been done by the wake function.
1275          *
1276          * We can drop our reference to the folio.
1277          */
1278         if (behavior == DROP)
1279                 folio_put(folio);
1280
1281         /*
1282          * Note that until the "finish_wait()", or until
1283          * we see the WQ_FLAG_WOKEN flag, we need to
1284          * be very careful with the 'wait->flags', because
1285          * we may race with a waker that sets them.
1286          */
1287         for (;;) {
1288                 unsigned int flags;
1289
1290                 set_current_state(state);
1291
1292                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1293                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1294                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1295                         if (signal_pending_state(state, current))
1296                                 break;
1297
1298                         io_schedule();
1299                         continue;
1300                 }
1301
1302                 /* If we were non-exclusive, we're done */
1303                 if (behavior != EXCLUSIVE)
1304                         break;
1305
1306                 /* If the waker got the lock for us, we're done */
1307                 if (flags & WQ_FLAG_DONE)
1308                         break;
1309
1310                 /*
1311                  * Otherwise, if we're getting the lock, we need to
1312                  * try to get it ourselves.
1313                  *
1314                  * And if that fails, we'll have to retry this all.
1315                  */
1316                 if (unlikely(test_and_set_bit(bit_nr, folio_flags(folio, 0))))
1317                         goto repeat;
1318
1319                 wait->flags |= WQ_FLAG_DONE;
1320                 break;
1321         }
1322
1323         /*
1324          * If a signal happened, this 'finish_wait()' may remove the last
1325          * waiter from the wait-queues, but the folio waiters bit will remain
1326          * set. That's ok. The next wakeup will take care of it, and trying
1327          * to do it here would be difficult and prone to races.
1328          */
1329         finish_wait(q, wait);
1330
1331         if (thrashing) {
1332                 if (delayacct)
1333                         delayacct_thrashing_end();
1334                 psi_memstall_leave(&pflags);
1335         }
1336
1337         /*
1338          * NOTE! The wait->flags weren't stable until we've done the
1339          * 'finish_wait()', and we could have exited the loop above due
1340          * to a signal, and had a wakeup event happen after the signal
1341          * test but before the 'finish_wait()'.
1342          *
1343          * So only after the finish_wait() can we reliably determine
1344          * if we got woken up or not, so we can now figure out the final
1345          * return value based on that state without races.
1346          *
1347          * Also note that WQ_FLAG_WOKEN is sufficient for a non-exclusive
1348          * waiter, but an exclusive one requires WQ_FLAG_DONE.
1349          */
1350         if (behavior == EXCLUSIVE)
1351                 return wait->flags & WQ_FLAG_DONE ? 0 : -EINTR;
1352
1353         return wait->flags & WQ_FLAG_WOKEN ? 0 : -EINTR;
1354 }
1355
1356 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1357 /**
1358  * migration_entry_wait_on_locked - Wait for a migration entry to be removed
1359  * @entry: migration swap entry.
1360  * @ptep: mapped pte pointer. Will return with the ptep unmapped. Only required
1361  *        for pte entries, pass NULL for pmd entries.
1362  * @ptl: already locked ptl. This function will drop the lock.
1363  *
1364  * Wait for a migration entry referencing the given page to be removed. This is
1365  * equivalent to put_and_wait_on_page_locked(page, TASK_UNINTERRUPTIBLE) except
1366  * this can be called without taking a reference on the page. Instead this
1367  * should be called while holding the ptl for the migration entry referencing
1368  * the page.
1369  *
1370  * Returns after unmapping and unlocking the pte/ptl with pte_unmap_unlock().
1371  *
1372  * This follows the same logic as folio_wait_bit_common() so see the comments
1373  * there.
1374  */
1375 void migration_entry_wait_on_locked(swp_entry_t entry, pte_t *ptep,
1376                                 spinlock_t *ptl)
1377 {
1378         struct wait_page_queue wait_page;
1379         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1380         bool thrashing = false;
1381         bool delayacct = false;
1382         unsigned long pflags;
1383         wait_queue_head_t *q;
1384         struct folio *folio = page_folio(pfn_swap_entry_to_page(entry));
1385
1386         q = folio_waitqueue(folio);
1387         if (!folio_test_uptodate(folio) && folio_test_workingset(folio)) {
1388                 if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1389                         delayacct_thrashing_start();
1390                         delayacct = true;
1391                 }
1392                 psi_memstall_enter(&pflags);
1393                 thrashing = true;
1394         }
1395
1396         init_wait(wait);
1397         wait->func = wake_page_function;
1398         wait_page.folio = folio;
1399         wait_page.bit_nr = PG_locked;
1400         wait->flags = 0;
1401
1402         spin_lock_irq(&q->lock);
1403         folio_set_waiters(folio);
1404         if (!folio_trylock_flag(folio, PG_locked, wait))
1405                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1406         spin_unlock_irq(&q->lock);
1407
1408         /*
1409          * If a migration entry exists for the page the migration path must hold
1410          * a valid reference to the page, and it must take the ptl to remove the
1411          * migration entry. So the page is valid until the ptl is dropped.
1412          */
1413         if (ptep)
1414                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
1415         else
1416                 spin_unlock(ptl);
1417
1418         for (;;) {
1419                 unsigned int flags;
1420
1421                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1422
1423                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1424                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1425                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1426                         if (signal_pending_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE, current))
1427                                 break;
1428
1429                         io_schedule();
1430                         continue;
1431                 }
1432                 break;
1433         }
1434
1435         finish_wait(q, wait);
1436
1437         if (thrashing) {
1438                 if (delayacct)
1439                         delayacct_thrashing_end();
1440                 psi_memstall_leave(&pflags);
1441         }
1442 }
1443 #endif
1444
1445 void folio_wait_bit(struct folio *folio, int bit_nr)
1446 {
1447         folio_wait_bit_common(folio, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1448 }
1449 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_bit);
1450
1451 int folio_wait_bit_killable(struct folio *folio, int bit_nr)
1452 {
1453         return folio_wait_bit_common(folio, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1454 }
1455 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_bit_killable);
1456
1457 /**
1458  * folio_put_wait_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1459  * @folio: The folio to wait for.
1460  * @state: The sleep state (TASK_KILLABLE, TASK_UNINTERRUPTIBLE, etc).
1461  *
1462  * The caller should hold a reference on @folio.  They expect the page to
1463  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1464  * (for example) by holding the reference while waiting for the folio to
1465  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1466  * dereference @folio.
1467  *
1468  * Return: 0 if the folio was unlocked or -EINTR if interrupted by a signal.
1469  */
1470 int folio_put_wait_locked(struct folio *folio, int state)
1471 {
1472         return folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, state, DROP);
1473 }
1474
1475 /**
1476  * folio_add_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a folio's wait queue
1477  * @folio: Folio defining the wait queue of interest
1478  * @waiter: Waiter to add to the queue
1479  *
1480  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @folio.
1481  */
1482 void folio_add_wait_queue(struct folio *folio, wait_queue_entry_t *waiter)
1483 {
1484         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1485         unsigned long flags;
1486
1487         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1488         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1489         folio_set_waiters(folio);
1490         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1491 }
1492 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_add_wait_queue);
1493
1494 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1495
1496 /*
1497  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1498  *
1499  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1500  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1501  * not support that special operation, we just do this all by hand
1502  * instead.
1503  *
1504  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1505  * being cleared, but a memory barrier should be unnecessary since it is
1506  * in the same byte as PG_locked.
1507  */
1508 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1509 {
1510         clear_bit_unlock(nr, mem);
1511         /* smp_mb__after_atomic(); */
1512         return test_bit(PG_waiters, mem);
1513 }
1514
1515 #endif
1516
1517 /**
1518  * folio_unlock - Unlock a locked folio.
1519  * @folio: The folio.
1520  *
1521  * Unlocks the folio and wakes up any thread sleeping on the page lock.
1522  *
1523  * Context: May be called from interrupt or process context.  May not be
1524  * called from NMI context.
1525  */
1526 void folio_unlock(struct folio *folio)
1527 {
1528         /* Bit 7 allows x86 to check the byte's sign bit */
1529         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1530         BUILD_BUG_ON(PG_locked > 7);
1531         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
1532         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, folio_flags(folio, 0)))
1533                 folio_wake_bit(folio, PG_locked);
1534 }
1535 EXPORT_SYMBOL(folio_unlock);
1536
1537 /**
1538  * folio_end_private_2 - Clear PG_private_2 and wake any waiters.
1539  * @folio: The folio.
1540  *
1541  * Clear the PG_private_2 bit on a folio and wake up any sleepers waiting for
1542  * it.  The folio reference held for PG_private_2 being set is released.
1543  *
1544  * This is, for example, used when a netfs folio is being written to a local
1545  * disk cache, thereby allowing writes to the cache for the same folio to be
1546  * serialised.
1547  */
1548 void folio_end_private_2(struct folio *folio)
1549 {
1550         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_private_2(folio), folio);
1551         clear_bit_unlock(PG_private_2, folio_flags(folio, 0));
1552         folio_wake_bit(folio, PG_private_2);
1553         folio_put(folio);
1554 }
1555 EXPORT_SYMBOL(folio_end_private_2);
1556
1557 /**
1558  * folio_wait_private_2 - Wait for PG_private_2 to be cleared on a folio.
1559  * @folio: The folio to wait on.
1560  *
1561  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a folio.
1562  */
1563 void folio_wait_private_2(struct folio *folio)
1564 {
1565         while (folio_test_private_2(folio))
1566                 folio_wait_bit(folio, PG_private_2);
1567 }
1568 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_private_2);
1569
1570 /**
1571  * folio_wait_private_2_killable - Wait for PG_private_2 to be cleared on a folio.
1572  * @folio: The folio to wait on.
1573  *
1574  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a folio or until a
1575  * fatal signal is received by the calling task.
1576  *
1577  * Return:
1578  * - 0 if successful.
1579  * - -EINTR if a fatal signal was encountered.
1580  */
1581 int folio_wait_private_2_killable(struct folio *folio)
1582 {
1583         int ret = 0;
1584
1585         while (folio_test_private_2(folio)) {
1586                 ret = folio_wait_bit_killable(folio, PG_private_2);
1587                 if (ret < 0)
1588                         break;
1589         }
1590
1591         return ret;
1592 }
1593 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_private_2_killable);
1594
1595 /**
1596  * folio_end_writeback - End writeback against a folio.
1597  * @folio: The folio.
1598  */
1599 void folio_end_writeback(struct folio *folio)
1600 {
1601         /*
1602          * folio_test_clear_reclaim() could be used here but it is an
1603          * atomic operation and overkill in this particular case. Failing
1604          * to shuffle a folio marked for immediate reclaim is too mild
1605          * a gain to justify taking an atomic operation penalty at the
1606          * end of every folio writeback.
1607          */
1608         if (folio_test_reclaim(folio)) {
1609                 folio_clear_reclaim(folio);
1610                 folio_rotate_reclaimable(folio);
1611         }
1612
1613         /*
1614          * Writeback does not hold a folio reference of its own, relying
1615          * on truncation to wait for the clearing of PG_writeback.
1616          * But here we must make sure that the folio is not freed and
1617          * reused before the folio_wake().
1618          */
1619         folio_get(folio);
1620         if (!__folio_end_writeback(folio))
1621                 BUG();
1622
1623         smp_mb__after_atomic();
1624         folio_wake(folio, PG_writeback);
1625         acct_reclaim_writeback(folio);
1626         folio_put(folio);
1627 }
1628 EXPORT_SYMBOL(folio_end_writeback);
1629
1630 /*
1631  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1632  * flags appropriately
1633  */
1634 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1635 {
1636         if (!is_write) {
1637                 if (!err) {
1638                         SetPageUptodate(page);
1639                 } else {
1640                         ClearPageUptodate(page);
1641                         SetPageError(page);
1642                 }
1643                 unlock_page(page);
1644         } else {
1645                 if (err) {
1646                         struct address_space *mapping;
1647
1648                         SetPageError(page);
1649                         mapping = page_mapping(page);
1650                         if (mapping)
1651                                 mapping_set_error(mapping, err);
1652                 }
1653                 end_page_writeback(page);
1654         }
1655 }
1656 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1657
1658 /**
1659  * __folio_lock - Get a lock on the folio, assuming we need to sleep to get it.
1660  * @folio: The folio to lock
1661  */
1662 void __folio_lock(struct folio *folio)
1663 {
1664         folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1665                                 EXCLUSIVE);
1666 }
1667 EXPORT_SYMBOL(__folio_lock);
1668
1669 int __folio_lock_killable(struct folio *folio)
1670 {
1671         return folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1672                                         EXCLUSIVE);
1673 }
1674 EXPORT_SYMBOL_GPL(__folio_lock_killable);
1675
1676 static int __folio_lock_async(struct folio *folio, struct wait_page_queue *wait)
1677 {
1678         struct wait_queue_head *q = folio_waitqueue(folio);
1679         int ret = 0;
1680
1681         wait->folio = folio;
1682         wait->bit_nr = PG_locked;
1683
1684         spin_lock_irq(&q->lock);
1685         __add_wait_queue_entry_tail(q, &wait->wait);
1686         folio_set_waiters(folio);
1687         ret = !folio_trylock(folio);
1688         /*
1689          * If we were successful now, we know we're still on the
1690          * waitqueue as we're still under the lock. This means it's
1691          * safe to remove and return success, we know the callback
1692          * isn't going to trigger.
1693          */
1694         if (!ret)
1695                 __remove_wait_queue(q, &wait->wait);
1696         else
1697                 ret = -EIOCBQUEUED;
1698         spin_unlock_irq(&q->lock);
1699         return ret;
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Return values:
1704  * true - folio is locked; mmap_lock is still held.
1705  * false - folio is not locked.
1706  *     mmap_lock has been released (mmap_read_unlock(), unless flags had both
1707  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1708  *     which case mmap_lock is still held.
1709  *
1710  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return true
1711  * with the folio locked and the mmap_lock unperturbed.
1712  */
1713 bool __folio_lock_or_retry(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
1714                          unsigned int flags)
1715 {
1716         if (fault_flag_allow_retry_first(flags)) {
1717                 /*
1718                  * CAUTION! In this case, mmap_lock is not released
1719                  * even though return 0.
1720                  */
1721                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1722                         return false;
1723
1724                 mmap_read_unlock(mm);
1725                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1726                         folio_wait_locked_killable(folio);
1727                 else
1728                         folio_wait_locked(folio);
1729                 return false;
1730         }
1731         if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1732                 bool ret;
1733
1734                 ret = __folio_lock_killable(folio);
1735                 if (ret) {
1736                         mmap_read_unlock(mm);
1737                         return false;
1738                 }
1739         } else {
1740                 __folio_lock(folio);
1741         }
1742
1743         return true;
1744 }
1745
1746 /**
1747  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1748  * @mapping: Mapping.
1749  * @index: Index.
1750  * @max_scan: Maximum range to search.
1751  *
1752  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1753  * gap with the lowest index.
1754  *
1755  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1756  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1757  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1758  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1759  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1760  *
1761  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1762  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1763  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1764  */
1765 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1766                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1767 {
1768         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1769
1770         while (max_scan--) {
1771                 void *entry = xas_next(&xas);
1772                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1773                         break;
1774                 if (xas.xa_index == 0)
1775                         break;
1776         }
1777
1778         return xas.xa_index;
1779 }
1780 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1781
1782 /**
1783  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1784  * @mapping: Mapping.
1785  * @index: Index.
1786  * @max_scan: Maximum range to search.
1787  *
1788  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1789  * gap with the highest index.
1790  *
1791  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1792  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1793  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1794  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1795  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1796  *
1797  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1798  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1799  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1800  */
1801 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1802                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1803 {
1804         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1805
1806         while (max_scan--) {
1807                 void *entry = xas_prev(&xas);
1808                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1809                         break;
1810                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1811                         break;
1812         }
1813
1814         return xas.xa_index;
1815 }
1816 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1817
1818 /*
1819  * Lockless page cache protocol:
1820  * On the lookup side:
1821  * 1. Load the folio from i_pages
1822  * 2. Increment the refcount if it's not zero
1823  * 3. If the folio is not found by xas_reload(), put the refcount and retry
1824  *
1825  * On the removal side:
1826  * A. Freeze the page (by zeroing the refcount if nobody else has a reference)
1827  * B. Remove the page from i_pages
1828  * C. Return the page to the page allocator
1829  *
1830  * This means that any page may have its reference count temporarily
1831  * increased by a speculative page cache (or fast GUP) lookup as it can
1832  * be allocated by another user before the RCU grace period expires.
1833  * Because the refcount temporarily acquired here may end up being the
1834  * last refcount on the page, any page allocation must be freeable by
1835  * folio_put().
1836  */
1837
1838 /*
1839  * mapping_get_entry - Get a page cache entry.
1840  * @mapping: the address_space to search
1841  * @index: The page cache index.
1842  *
1843  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If it is a folio,
1844  * it is returned with an increased refcount.  If it is a shadow entry
1845  * of a previously evicted folio, or a swap entry from shmem/tmpfs,
1846  * it is returned without further action.
1847  *
1848  * Return: The folio, swap or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1849  */
1850 static void *mapping_get_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t index)
1851 {
1852         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1853         struct folio *folio;
1854
1855         rcu_read_lock();
1856 repeat:
1857         xas_reset(&xas);
1858         folio = xas_load(&xas);
1859         if (xas_retry(&xas, folio))
1860                 goto repeat;
1861         /*
1862          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1863          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1864          */
1865         if (!folio || xa_is_value(folio))
1866                 goto out;
1867
1868         if (!folio_try_get_rcu(folio))
1869                 goto repeat;
1870
1871         if (unlikely(folio != xas_reload(&xas))) {
1872                 folio_put(folio);
1873                 goto repeat;
1874         }
1875 out:
1876         rcu_read_unlock();
1877
1878         return folio;
1879 }
1880
1881 /**
1882  * __filemap_get_folio - Find and get a reference to a folio.
1883  * @mapping: The address_space to search.
1884  * @index: The page index.
1885  * @fgp_flags: %FGP flags modify how the folio is returned.
1886  * @gfp: Memory allocation flags to use if %FGP_CREAT is specified.
1887  *
1888  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.
1889  *
1890  * @fgp_flags can be zero or more of these flags:
1891  *
1892  * * %FGP_ACCESSED - The folio will be marked accessed.
1893  * * %FGP_LOCK - The folio is returned locked.
1894  * * %FGP_ENTRY - If there is a shadow / swap / DAX entry, return it
1895  *   instead of allocating a new folio to replace it.
1896  * * %FGP_CREAT - If no page is present then a new page is allocated using
1897  *   @gfp and added to the page cache and the VM's LRU list.
1898  *   The page is returned locked and with an increased refcount.
1899  * * %FGP_FOR_MMAP - The caller wants to do its own locking dance if the
1900  *   page is already in cache.  If the page was allocated, unlock it before
1901  *   returning so the caller can do the same dance.
1902  * * %FGP_WRITE - The page will be written to by the caller.
1903  * * %FGP_NOFS - __GFP_FS will get cleared in gfp.
1904  * * %FGP_NOWAIT - Don't get blocked by page lock.
1905  * * %FGP_STABLE - Wait for the folio to be stable (finished writeback)
1906  *
1907  * If %FGP_LOCK or %FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1908  * if the %GFP flags specified for %FGP_CREAT are atomic.
1909  *
1910  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1911  *
1912  * Return: The found folio or %NULL otherwise.
1913  */
1914 struct folio *__filemap_get_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1915                 int fgp_flags, gfp_t gfp)
1916 {
1917         struct folio *folio;
1918
1919 repeat:
1920         folio = mapping_get_entry(mapping, index);
1921         if (xa_is_value(folio)) {
1922                 if (fgp_flags & FGP_ENTRY)
1923                         return folio;
1924                 folio = NULL;
1925         }
1926         if (!folio)
1927                 goto no_page;
1928
1929         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1930                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1931                         if (!folio_trylock(folio)) {
1932                                 folio_put(folio);
1933                                 return NULL;
1934                         }
1935                 } else {
1936                         folio_lock(folio);
1937                 }
1938
1939                 /* Has the page been truncated? */
1940                 if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
1941                         folio_unlock(folio);
1942                         folio_put(folio);
1943                         goto repeat;
1944                 }
1945                 VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, index), folio);
1946         }
1947
1948         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1949                 folio_mark_accessed(folio);
1950         else if (fgp_flags & FGP_WRITE) {
1951                 /* Clear idle flag for buffer write */
1952                 if (folio_test_idle(folio))
1953                         folio_clear_idle(folio);
1954         }
1955
1956         if (fgp_flags & FGP_STABLE)
1957                 folio_wait_stable(folio);
1958 no_page:
1959         if (!folio && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1960                 int err;
1961                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_can_writeback(mapping))
1962                         gfp |= __GFP_WRITE;
1963                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1964                         gfp &= ~__GFP_FS;
1965                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1966                         gfp &= ~GFP_KERNEL;
1967                         gfp |= GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN;
1968                 }
1969
1970                 folio = filemap_alloc_folio(gfp, 0);
1971                 if (!folio)
1972                         return NULL;
1973
1974                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1975                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1976
1977                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
1978                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1979                         __folio_set_referenced(folio);
1980
1981                 err = filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp);
1982                 if (unlikely(err)) {
1983                         folio_put(folio);
1984                         folio = NULL;
1985                         if (err == -EEXIST)
1986                                 goto repeat;
1987                 }
1988
1989                 /*
1990                  * filemap_add_folio locks the page, and for mmap
1991                  * we expect an unlocked page.
1992                  */
1993                 if (folio && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
1994                         folio_unlock(folio);
1995         }
1996
1997         return folio;
1998 }
1999 EXPORT_SYMBOL(__filemap_get_folio);
2000
2001 static inline struct folio *find_get_entry(struct xa_state *xas, pgoff_t max,
2002                 xa_mark_t mark)
2003 {
2004         struct folio *folio;
2005
2006 retry:
2007         if (mark == XA_PRESENT)
2008                 folio = xas_find(xas, max);
2009         else
2010                 folio = xas_find_marked(xas, max, mark);
2011
2012         if (xas_retry(xas, folio))
2013                 goto retry;
2014         /*
2015          * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
2016          * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
2017          * without attempting to raise page count.
2018          */
2019         if (!folio || xa_is_value(folio))
2020                 return folio;
2021
2022         if (!folio_try_get_rcu(folio))
2023                 goto reset;
2024
2025         if (unlikely(folio != xas_reload(xas))) {
2026                 folio_put(folio);
2027                 goto reset;
2028         }
2029
2030         return folio;
2031 reset:
2032         xas_reset(xas);
2033         goto retry;
2034 }
2035
2036 /**
2037  * find_get_entries - gang pagecache lookup
2038  * @mapping:    The address_space to search
2039  * @start:      The starting page cache index
2040  * @end:        The final page index (inclusive).
2041  * @fbatch:     Where the resulting entries are placed.
2042  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
2043  *
2044  * find_get_entries() will search for and return a batch of entries in
2045  * the mapping.  The entries are placed in @fbatch.  find_get_entries()
2046  * takes a reference on any actual folios it returns.
2047  *
2048  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2049  * due to not-present entries or large folios.
2050  *
2051  * Any shadow entries of evicted folios, or swap entries from
2052  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
2053  *
2054  * Return: The number of entries which were found.
2055  */
2056 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2057                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices)
2058 {
2059         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2060         struct folio *folio;
2061
2062         rcu_read_lock();
2063         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT)) != NULL) {
2064                 indices[fbatch->nr] = xas.xa_index;
2065                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2066                         break;
2067         }
2068         rcu_read_unlock();
2069
2070         return folio_batch_count(fbatch);
2071 }
2072
2073 /**
2074  * find_lock_entries - Find a batch of pagecache entries.
2075  * @mapping:    The address_space to search.
2076  * @start:      The starting page cache index.
2077  * @end:        The final page index (inclusive).
2078  * @fbatch:     Where the resulting entries are placed.
2079  * @indices:    The cache indices of the entries in @fbatch.
2080  *
2081  * find_lock_entries() will return a batch of entries from @mapping.
2082  * Swap, shadow and DAX entries are included.  Folios are returned
2083  * locked and with an incremented refcount.  Folios which are locked
2084  * by somebody else or under writeback are skipped.  Folios which are
2085  * partially outside the range are not returned.
2086  *
2087  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2088  * due to not-present entries, large folios, folios which could not be
2089  * locked or folios under writeback.
2090  *
2091  * Return: The number of entries which were found.
2092  */
2093 unsigned find_lock_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2094                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch, pgoff_t *indices)
2095 {
2096         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2097         struct folio *folio;
2098
2099         rcu_read_lock();
2100         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2101                 if (!xa_is_value(folio)) {
2102                         if (folio->index < start)
2103                                 goto put;
2104                         if (folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1 > end)
2105                                 goto put;
2106                         if (!folio_trylock(folio))
2107                                 goto put;
2108                         if (folio->mapping != mapping ||
2109                             folio_test_writeback(folio))
2110                                 goto unlock;
2111                         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, xas.xa_index),
2112                                         folio);
2113                 }
2114                 indices[fbatch->nr] = xas.xa_index;
2115                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2116                         break;
2117                 continue;
2118 unlock:
2119                 folio_unlock(folio);
2120 put:
2121                 folio_put(folio);
2122         }
2123         rcu_read_unlock();
2124
2125         return folio_batch_count(fbatch);
2126 }
2127
2128 /**
2129  * filemap_get_folios - Get a batch of folios
2130  * @mapping:    The address_space to search
2131  * @start:      The starting page index
2132  * @end:        The final page index (inclusive)
2133  * @fbatch:     The batch to fill.
2134  *
2135  * Search for and return a batch of folios in the mapping starting at
2136  * index @start and up to index @end (inclusive).  The folios are returned
2137  * in @fbatch with an elevated reference count.
2138  *
2139  * The first folio may start before @start; if it does, it will contain
2140  * @start.  The final folio may extend beyond @end; if it does, it will
2141  * contain @end.  The folios have ascending indices.  There may be gaps
2142  * between the folios if there are indices which have no folio in the
2143  * page cache.  If folios are added to or removed from the page cache
2144  * while this is running, they may or may not be found by this call.
2145  *
2146  * Return: The number of folios which were found.
2147  * We also update @start to index the next folio for the traversal.
2148  */
2149 unsigned filemap_get_folios(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
2150                 pgoff_t end, struct folio_batch *fbatch)
2151 {
2152         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
2153         struct folio *folio;
2154
2155         rcu_read_lock();
2156         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT)) != NULL) {
2157                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
2158                 if (xa_is_value(folio))
2159                         continue;
2160                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio)) {
2161                         unsigned long nr = folio_nr_pages(folio);
2162
2163                         if (folio_test_hugetlb(folio))
2164                                 nr = 1;
2165                         *start = folio->index + nr;
2166                         goto out;
2167                 }
2168         }
2169
2170         /*
2171          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
2172          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
2173          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
2174          * already broken anyway.
2175          */
2176         if (end == (pgoff_t)-1)
2177                 *start = (pgoff_t)-1;
2178         else
2179                 *start = end + 1;
2180 out:
2181         rcu_read_unlock();
2182
2183         return folio_batch_count(fbatch);
2184 }
2185 EXPORT_SYMBOL(filemap_get_folios);
2186
2187 static inline
2188 bool folio_more_pages(struct folio *folio, pgoff_t index, pgoff_t max)
2189 {
2190         if (!folio_test_large(folio) || folio_test_hugetlb(folio))
2191                 return false;
2192         if (index >= max)
2193                 return false;
2194         return index < folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1;
2195 }
2196
2197 /**
2198  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
2199  * @mapping:    The address_space to search
2200  * @index:      The starting page index
2201  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2202  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2203  *
2204  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages_range(),
2205  * except that the returned number of pages are guaranteed to be
2206  * contiguous.
2207  *
2208  * Return: the number of pages which were found.
2209  */
2210 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2211                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
2212 {
2213         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2214         struct folio *folio;
2215         unsigned int ret = 0;
2216
2217         if (unlikely(!nr_pages))
2218                 return 0;
2219
2220         rcu_read_lock();
2221         for (folio = xas_load(&xas); folio; folio = xas_next(&xas)) {
2222                 if (xas_retry(&xas, folio))
2223                         continue;
2224                 /*
2225                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
2226                  * No current caller is looking for DAX entries.
2227                  */
2228                 if (xa_is_value(folio))
2229                         break;
2230
2231                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
2232                         goto retry;
2233
2234                 if (unlikely(folio != xas_reload(&xas)))
2235                         goto put_page;
2236
2237 again:
2238                 pages[ret] = folio_file_page(folio, xas.xa_index);
2239                 if (++ret == nr_pages)
2240                         break;
2241                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, ULONG_MAX)) {
2242                         xas.xa_index++;
2243                         folio_ref_inc(folio);
2244                         goto again;
2245                 }
2246                 continue;
2247 put_page:
2248                 folio_put(folio);
2249 retry:
2250                 xas_reset(&xas);
2251         }
2252         rcu_read_unlock();
2253         return ret;
2254 }
2255 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
2256
2257 /**
2258  * find_get_pages_range_tag - Find and return head pages matching @tag.
2259  * @mapping:    the address_space to search
2260  * @index:      the starting page index
2261  * @end:        The final page index (inclusive)
2262  * @tag:        the tag index
2263  * @nr_pages:   the maximum number of pages
2264  * @pages:      where the resulting pages are placed
2265  *
2266  * Like find_get_pages_range(), except we only return head pages which are
2267  * tagged with @tag.  @index is updated to the index immediately after the
2268  * last page we return, ready for the next iteration.
2269  *
2270  * Return: the number of pages which were found.
2271  */
2272 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
2273                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
2274                         struct page **pages)
2275 {
2276         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
2277         struct folio *folio;
2278         unsigned ret = 0;
2279
2280         if (unlikely(!nr_pages))
2281                 return 0;
2282
2283         rcu_read_lock();
2284         while ((folio = find_get_entry(&xas, end, tag))) {
2285                 /*
2286                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
2287                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
2288                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
2289                  */
2290                 if (xa_is_value(folio))
2291                         continue;
2292
2293                 pages[ret] = &folio->page;
2294                 if (++ret == nr_pages) {
2295                         *index = folio->index + folio_nr_pages(folio);
2296                         goto out;
2297                 }
2298         }
2299
2300         /*
2301          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
2302          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
2303          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
2304          * broken anyway.
2305          */
2306         if (end == (pgoff_t)-1)
2307                 *index = (pgoff_t)-1;
2308         else
2309                 *index = end + 1;
2310 out:
2311         rcu_read_unlock();
2312
2313         return ret;
2314 }
2315 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
2316
2317 /*
2318  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
2319  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
2320  *
2321  *      ---R__________________________________________B__________
2322  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
2323  *
2324  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
2325  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
2326  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
2327  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
2328  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2329  *
2330  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2331  */
2332 static void shrink_readahead_size_eio(struct file_ra_state *ra)
2333 {
2334         ra->ra_pages /= 4;
2335 }
2336
2337 /*
2338  * filemap_get_read_batch - Get a batch of folios for read
2339  *
2340  * Get a batch of folios which represent a contiguous range of bytes in
2341  * the file.  No exceptional entries will be returned.  If @index is in
2342  * the middle of a folio, the entire folio will be returned.  The last
2343  * folio in the batch may have the readahead flag set or the uptodate flag
2344  * clear so that the caller can take the appropriate action.
2345  */
2346 static void filemap_get_read_batch(struct address_space *mapping,
2347                 pgoff_t index, pgoff_t max, struct folio_batch *fbatch)
2348 {
2349         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2350         struct folio *folio;
2351
2352         rcu_read_lock();
2353         for (folio = xas_load(&xas); folio; folio = xas_next(&xas)) {
2354                 if (xas_retry(&xas, folio))
2355                         continue;
2356                 if (xas.xa_index > max || xa_is_value(folio))
2357                         break;
2358                 if (xa_is_sibling(folio))
2359                         break;
2360                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
2361                         goto retry;
2362
2363                 if (unlikely(folio != xas_reload(&xas)))
2364                         goto put_folio;
2365
2366                 if (!folio_batch_add(fbatch, folio))
2367                         break;
2368                 if (!folio_test_uptodate(folio))
2369                         break;
2370                 if (folio_test_readahead(folio))
2371                         break;
2372                 xas_advance(&xas, folio->index + folio_nr_pages(folio) - 1);
2373                 continue;
2374 put_folio:
2375                 folio_put(folio);
2376 retry:
2377                 xas_reset(&xas);
2378         }
2379         rcu_read_unlock();
2380 }
2381
2382 static int filemap_read_folio(struct file *file, filler_t filler,
2383                 struct folio *folio)
2384 {
2385         bool workingset = folio_test_workingset(folio);
2386         unsigned long pflags;
2387         int error;
2388
2389         /*
2390          * A previous I/O error may have been due to temporary failures,
2391          * eg. multipath errors.  PG_error will be set again if read_folio
2392          * fails.
2393          */
2394         folio_clear_error(folio);
2395
2396         /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2397         if (unlikely(workingset))
2398                 psi_memstall_enter(&pflags);
2399         error = filler(file, folio);
2400         if (unlikely(workingset))
2401                 psi_memstall_leave(&pflags);
2402         if (error)
2403                 return error;
2404
2405         error = folio_wait_locked_killable(folio);
2406         if (error)
2407                 return error;
2408         if (folio_test_uptodate(folio))
2409                 return 0;
2410         if (file)
2411                 shrink_readahead_size_eio(&file->f_ra);
2412         return -EIO;
2413 }
2414
2415 static bool filemap_range_uptodate(struct address_space *mapping,
2416                 loff_t pos, struct iov_iter *iter, struct folio *folio)
2417 {
2418         int count;
2419
2420         if (folio_test_uptodate(folio))
2421                 return true;
2422         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2423         if (iov_iter_is_pipe(iter))
2424                 return false;
2425         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2426                 return false;
2427         if (mapping->host->i_blkbits >= folio_shift(folio))
2428                 return false;
2429
2430         count = iter->count;
2431         if (folio_pos(folio) > pos) {
2432                 count -= folio_pos(folio) - pos;
2433                 pos = 0;
2434         } else {
2435                 pos -= folio_pos(folio);
2436         }
2437
2438         return mapping->a_ops->is_partially_uptodate(folio, pos, count);
2439 }
2440
2441 static int filemap_update_page(struct kiocb *iocb,
2442                 struct address_space *mapping, struct iov_iter *iter,
2443                 struct folio *folio)
2444 {
2445         int error;
2446
2447         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2448                 if (!filemap_invalidate_trylock_shared(mapping))
2449                         return -EAGAIN;
2450         } else {
2451                 filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2452         }
2453
2454         if (!folio_trylock(folio)) {
2455                 error = -EAGAIN;
2456                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_NOIO))
2457                         goto unlock_mapping;
2458                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ)) {
2459                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2460                         /*
2461                          * This is where we usually end up waiting for a
2462                          * previously submitted readahead to finish.
2463                          */
2464                         folio_put_wait_locked(folio, TASK_KILLABLE);
2465                         return AOP_TRUNCATED_PAGE;
2466                 }
2467                 error = __folio_lock_async(folio, iocb->ki_waitq);
2468                 if (error)
2469                         goto unlock_mapping;
2470         }
2471
2472         error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2473         if (!folio->mapping)
2474                 goto unlock;
2475
2476         error = 0;
2477         if (filemap_range_uptodate(mapping, iocb->ki_pos, iter, folio))
2478                 goto unlock;
2479
2480         error = -EAGAIN;
2481         if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOIO | IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2482                 goto unlock;
2483
2484         error = filemap_read_folio(iocb->ki_filp, mapping->a_ops->read_folio,
2485                         folio);
2486         goto unlock_mapping;
2487 unlock:
2488         folio_unlock(folio);
2489 unlock_mapping:
2490         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2491         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2492                 folio_put(folio);
2493         return error;
2494 }
2495
2496 static int filemap_create_folio(struct file *file,
2497                 struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2498                 struct folio_batch *fbatch)
2499 {
2500         struct folio *folio;
2501         int error;
2502
2503         folio = filemap_alloc_folio(mapping_gfp_mask(mapping), 0);
2504         if (!folio)
2505                 return -ENOMEM;
2506
2507         /*
2508          * Protect against truncate / hole punch. Grabbing invalidate_lock
2509          * here assures we cannot instantiate and bring uptodate new
2510          * pagecache folios after evicting page cache during truncate
2511          * and before actually freeing blocks.  Note that we could
2512          * release invalidate_lock after inserting the folio into
2513          * the page cache as the locked folio would then be enough to
2514          * synchronize with hole punching. But there are code paths
2515          * such as filemap_update_page() filling in partially uptodate
2516          * pages or ->readahead() that need to hold invalidate_lock
2517          * while mapping blocks for IO so let's hold the lock here as
2518          * well to keep locking rules simple.
2519          */
2520         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2521         error = filemap_add_folio(mapping, folio, index,
2522                         mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2523         if (error == -EEXIST)
2524                 error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2525         if (error)
2526                 goto error;
2527
2528         error = filemap_read_folio(file, mapping->a_ops->read_folio, folio);
2529         if (error)
2530                 goto error;
2531
2532         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2533         folio_batch_add(fbatch, folio);
2534         return 0;
2535 error:
2536         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2537         folio_put(folio);
2538         return error;
2539 }
2540
2541 static int filemap_readahead(struct kiocb *iocb, struct file *file,
2542                 struct address_space *mapping, struct folio *folio,
2543                 pgoff_t last_index)
2544 {
2545         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, &file->f_ra, mapping, folio->index);
2546
2547         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2548                 return -EAGAIN;
2549         page_cache_async_ra(&ractl, folio, last_index - folio->index);
2550         return 0;
2551 }
2552
2553 static int filemap_get_pages(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2554                 struct folio_batch *fbatch)
2555 {
2556         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2557         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2558         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2559         pgoff_t index = iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT;
2560         pgoff_t last_index;
2561         struct folio *folio;
2562         int err = 0;
2563
2564         last_index = DIV_ROUND_UP(iocb->ki_pos + iter->count, PAGE_SIZE);
2565 retry:
2566         if (fatal_signal_pending(current))
2567                 return -EINTR;
2568
2569         filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, fbatch);
2570         if (!folio_batch_count(fbatch)) {
2571                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2572                         return -EAGAIN;
2573                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, filp, index,
2574                                 last_index - index);
2575                 filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, fbatch);
2576         }
2577         if (!folio_batch_count(fbatch)) {
2578                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2579                         return -EAGAIN;
2580                 err = filemap_create_folio(filp, mapping,
2581                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, fbatch);
2582                 if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2583                         goto retry;
2584                 return err;
2585         }
2586
2587         folio = fbatch->folios[folio_batch_count(fbatch) - 1];
2588         if (folio_test_readahead(folio)) {
2589                 err = filemap_readahead(iocb, filp, mapping, folio, last_index);
2590                 if (err)
2591                         goto err;
2592         }
2593         if (!folio_test_uptodate(folio)) {
2594                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) &&
2595                     folio_batch_count(fbatch) > 1)
2596                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2597                 err = filemap_update_page(iocb, mapping, iter, folio);
2598                 if (err)
2599                         goto err;
2600         }
2601
2602         return 0;
2603 err:
2604         if (err < 0)
2605                 folio_put(folio);
2606         if (likely(--fbatch->nr))
2607                 return 0;
2608         if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2609                 goto retry;
2610         return err;
2611 }
2612
2613 static inline bool pos_same_folio(loff_t pos1, loff_t pos2, struct folio *folio)
2614 {
2615         unsigned int shift = folio_shift(folio);
2616
2617         return (pos1 >> shift == pos2 >> shift);
2618 }
2619
2620 /**
2621  * filemap_read - Read data from the page cache.
2622  * @iocb: The iocb to read.
2623  * @iter: Destination for the data.
2624  * @already_read: Number of bytes already read by the caller.
2625  *
2626  * Copies data from the page cache.  If the data is not currently present,
2627  * uses the readahead and read_folio address_space operations to fetch it.
2628  *
2629  * Return: Total number of bytes copied, including those already read by
2630  * the caller.  If an error happens before any bytes are copied, returns
2631  * a negative error number.
2632  */
2633 ssize_t filemap_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2634                 ssize_t already_read)
2635 {
2636         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2637         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2638         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2639         struct inode *inode = mapping->host;
2640         struct folio_batch fbatch;
2641         int i, error = 0;
2642         bool writably_mapped;
2643         loff_t isize, end_offset;
2644
2645         if (unlikely(iocb->ki_pos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2646                 return 0;
2647         if (unlikely(!iov_iter_count(iter)))
2648                 return 0;
2649
2650         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2651         folio_batch_init(&fbatch);
2652
2653         do {
2654                 cond_resched();
2655
2656                 /*
2657                  * If we've already successfully copied some data, then we
2658                  * can no longer safely return -EIOCBQUEUED. Hence mark
2659                  * an async read NOWAIT at that point.
2660                  */
2661                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) && already_read)
2662                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2663
2664                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= i_size_read(inode)))
2665                         break;
2666
2667                 error = filemap_get_pages(iocb, iter, &fbatch);
2668                 if (error < 0)
2669                         break;
2670
2671                 /*
2672                  * i_size must be checked after we know the pages are Uptodate.
2673                  *
2674                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2675                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2676                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2677                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2678                  */
2679                 isize = i_size_read(inode);
2680                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= isize))
2681                         goto put_folios;
2682                 end_offset = min_t(loff_t, isize, iocb->ki_pos + iter->count);
2683
2684                 /*
2685                  * Once we start copying data, we don't want to be touching any
2686                  * cachelines that might be contended:
2687                  */
2688                 writably_mapped = mapping_writably_mapped(mapping);
2689
2690                 /*
2691                  * When a read accesses the same folio several times, only
2692                  * mark it as accessed the first time.
2693                  */
2694                 if (!pos_same_folio(iocb->ki_pos, ra->prev_pos - 1,
2695                                                         fbatch.folios[0]))
2696                         folio_mark_accessed(fbatch.folios[0]);
2697
2698                 for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++) {
2699                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
2700                         size_t fsize = folio_size(folio);
2701                         size_t offset = iocb->ki_pos & (fsize - 1);
2702                         size_t bytes = min_t(loff_t, end_offset - iocb->ki_pos,
2703                                              fsize - offset);
2704                         size_t copied;
2705
2706                         if (end_offset < folio_pos(folio))
2707                                 break;
2708                         if (i > 0)
2709                                 folio_mark_accessed(folio);
2710                         /*
2711                          * If users can be writing to this folio using arbitrary
2712                          * virtual addresses, take care of potential aliasing
2713                          * before reading the folio on the kernel side.
2714                          */
2715                         if (writably_mapped)
2716                                 flush_dcache_folio(folio);
2717
2718                         copied = copy_folio_to_iter(folio, offset, bytes, iter);
2719
2720                         already_read += copied;
2721                         iocb->ki_pos += copied;
2722                         ra->prev_pos = iocb->ki_pos;
2723
2724                         if (copied < bytes) {
2725                                 error = -EFAULT;
2726                                 break;
2727                         }
2728                 }
2729 put_folios:
2730                 for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++)
2731                         folio_put(fbatch.folios[i]);
2732                 folio_batch_init(&fbatch);
2733         } while (iov_iter_count(iter) && iocb->ki_pos < isize && !error);
2734
2735         file_accessed(filp);
2736
2737         return already_read ? already_read : error;
2738 }
2739 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_read);
2740
2741 /**
2742  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2743  * @iocb:       kernel I/O control block
2744  * @iter:       destination for the data read
2745  *
2746  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2747  * that can use the page cache directly.
2748  *
2749  * The IOCB_NOWAIT flag in iocb->ki_flags indicates that -EAGAIN shall
2750  * be returned when no data can be read without waiting for I/O requests
2751  * to complete; it doesn't prevent readahead.
2752  *
2753  * The IOCB_NOIO flag in iocb->ki_flags indicates that no new I/O
2754  * requests shall be made for the read or for readahead.  When no data
2755  * can be read, -EAGAIN shall be returned.  When readahead would be
2756  * triggered, a partial, possibly empty read shall be returned.
2757  *
2758  * Return:
2759  * * number of bytes copied, even for partial reads
2760  * * negative error code (or 0 if IOCB_NOIO) if nothing was read
2761  */
2762 ssize_t
2763 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2764 {
2765         size_t count = iov_iter_count(iter);
2766         ssize_t retval = 0;
2767
2768         if (!count)
2769                 return 0; /* skip atime */
2770
2771         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2772                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2773                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2774                 struct inode *inode = mapping->host;
2775
2776                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2777                         if (filemap_range_needs_writeback(mapping, iocb->ki_pos,
2778                                                 iocb->ki_pos + count - 1))
2779                                 return -EAGAIN;
2780                 } else {
2781                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2782                                                 iocb->ki_pos,
2783                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2784                         if (retval < 0)
2785                                 return retval;
2786                 }
2787
2788                 file_accessed(file);
2789
2790                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2791                 if (retval >= 0) {
2792                         iocb->ki_pos += retval;
2793                         count -= retval;
2794                 }
2795                 if (retval != -EIOCBQUEUED)
2796                         iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2797
2798                 /*
2799                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2800                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2801                  * we've already read everything we wanted to, or if
2802                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2803                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2804                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2805                  * DAX files, so don't bother trying.
2806                  */
2807                 if (retval < 0 || !count || IS_DAX(inode))
2808                         return retval;
2809                 if (iocb->ki_pos >= i_size_read(inode))
2810                         return retval;
2811         }
2812
2813         return filemap_read(iocb, iter, retval);
2814 }
2815 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2816
2817 static inline loff_t folio_seek_hole_data(struct xa_state *xas,
2818                 struct address_space *mapping, struct folio *folio,
2819                 loff_t start, loff_t end, bool seek_data)
2820 {
2821         const struct address_space_operations *ops = mapping->a_ops;
2822         size_t offset, bsz = i_blocksize(mapping->host);
2823
2824         if (xa_is_value(folio) || folio_test_uptodate(folio))
2825                 return seek_data ? start : end;
2826         if (!ops->is_partially_uptodate)
2827                 return seek_data ? end : start;
2828
2829         xas_pause(xas);
2830         rcu_read_unlock();
2831         folio_lock(folio);
2832         if (unlikely(folio->mapping != mapping))
2833                 goto unlock;
2834
2835         offset = offset_in_folio(folio, start) & ~(bsz - 1);
2836
2837         do {
2838                 if (ops->is_partially_uptodate(folio, offset, bsz) ==
2839                                                         seek_data)
2840                         break;
2841                 start = (start + bsz) & ~(bsz - 1);
2842                 offset += bsz;
2843         } while (offset < folio_size(folio));
2844 unlock:
2845         folio_unlock(folio);
2846         rcu_read_lock();
2847         return start;
2848 }
2849
2850 static inline size_t seek_folio_size(struct xa_state *xas, struct folio *folio)
2851 {
2852         if (xa_is_value(folio))
2853                 return PAGE_SIZE << xa_get_order(xas->xa, xas->xa_index);
2854         return folio_size(folio);
2855 }
2856
2857 /**
2858  * mapping_seek_hole_data - Seek for SEEK_DATA / SEEK_HOLE in the page cache.
2859  * @mapping: Address space to search.
2860  * @start: First byte to consider.
2861  * @end: Limit of search (exclusive).
2862  * @whence: Either SEEK_HOLE or SEEK_DATA.
2863  *
2864  * If the page cache knows which blocks contain holes and which blocks
2865  * contain data, your filesystem can use this function to implement
2866  * SEEK_HOLE and SEEK_DATA.  This is useful for filesystems which are
2867  * entirely memory-based such as tmpfs, and filesystems which support
2868  * unwritten extents.
2869  *
2870  * Return: The requested offset on success, or -ENXIO if @whence specifies
2871  * SEEK_DATA and there is no data after @start.  There is an implicit hole
2872  * after @end - 1, so SEEK_HOLE returns @end if all the bytes between @start
2873  * and @end contain data.
2874  */
2875 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *mapping, loff_t start,
2876                 loff_t end, int whence)
2877 {
2878         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start >> PAGE_SHIFT);
2879         pgoff_t max = (end - 1) >> PAGE_SHIFT;
2880         bool seek_data = (whence == SEEK_DATA);
2881         struct folio *folio;
2882
2883         if (end <= start)
2884                 return -ENXIO;
2885
2886         rcu_read_lock();
2887         while ((folio = find_get_entry(&xas, max, XA_PRESENT))) {
2888                 loff_t pos = (u64)xas.xa_index << PAGE_SHIFT;
2889                 size_t seek_size;
2890
2891                 if (start < pos) {
2892                         if (!seek_data)
2893                                 goto unlock;
2894                         start = pos;
2895                 }
2896
2897                 seek_size = seek_folio_size(&xas, folio);
2898                 pos = round_up((u64)pos + 1, seek_size);
2899                 start = folio_seek_hole_data(&xas, mapping, folio, start, pos,
2900                                 seek_data);
2901                 if (start < pos)
2902                         goto unlock;
2903                 if (start >= end)
2904                         break;
2905                 if (seek_size > PAGE_SIZE)
2906                         xas_set(&xas, pos >> PAGE_SHIFT);
2907                 if (!xa_is_value(folio))
2908                         folio_put(folio);
2909         }
2910         if (seek_data)
2911                 start = -ENXIO;
2912 unlock:
2913         rcu_read_unlock();
2914         if (folio && !xa_is_value(folio))
2915                 folio_put(folio);
2916         if (start > end)
2917                 return end;
2918         return start;
2919 }
2920
2921 #ifdef CONFIG_MMU
2922 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2923 /*
2924  * lock_folio_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_lock
2925  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2926  * @folio - the folio to lock.
2927  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2928  *
2929  * This works similar to lock_folio_or_retry in that it can drop the
2930  * mmap_lock.  It differs in that it actually returns the folio locked
2931  * if it returns 1 and 0 if it couldn't lock the folio.  If we did have
2932  * to drop the mmap_lock then fpin will point to the pinned file and
2933  * needs to be fput()'ed at a later point.
2934  */
2935 static int lock_folio_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct folio *folio,
2936                                      struct file **fpin)
2937 {
2938         if (folio_trylock(folio))
2939                 return 1;
2940
2941         /*
2942          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2943          * the mmap_lock still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2944          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2945          */
2946         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2947                 return 0;
2948
2949         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2950         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2951                 if (__folio_lock_killable(folio)) {
2952                         /*
2953                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_lock,
2954                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2955                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2956                          * mmap_lock here and return 0 if we don't have a fpin.
2957                          */
2958                         if (*fpin == NULL)
2959                                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
2960                         return 0;
2961                 }
2962         } else
2963                 __folio_lock(folio);
2964
2965         return 1;
2966 }
2967
2968 /*
2969  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2970  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2971  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2972  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2973  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2974  */
2975 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2976 {
2977         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2978         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2979         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2980         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, vmf->pgoff);
2981         struct file *fpin = NULL;
2982         unsigned long vm_flags = vmf->vma->vm_flags;
2983         unsigned int mmap_miss;
2984
2985 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2986         /* Use the readahead code, even if readahead is disabled */
2987         if (vm_flags & VM_HUGEPAGE) {
2988                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2989                 ractl._index &= ~((unsigned long)HPAGE_PMD_NR - 1);
2990                 ra->size = HPAGE_PMD_NR;
2991                 /*
2992                  * Fetch two PMD folios, so we get the chance to actually
2993                  * readahead, unless we've been told not to.
2994                  */
2995                 if (!(vm_flags & VM_RAND_READ))
2996                         ra->size *= 2;
2997                 ra->async_size = HPAGE_PMD_NR;
2998                 page_cache_ra_order(&ractl, ra, HPAGE_PMD_ORDER);
2999                 return fpin;
3000         }
3001 #endif
3002
3003         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
3004         if (vm_flags & VM_RAND_READ)
3005                 return fpin;
3006         if (!ra->ra_pages)
3007                 return fpin;
3008
3009         if (vm_flags & VM_SEQ_READ) {
3010                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3011                 page_cache_sync_ra(&ractl, ra->ra_pages);
3012                 return fpin;
3013         }
3014
3015         /* Avoid banging the cache line if not needed */
3016         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3017         if (mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
3018                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, ++mmap_miss);
3019
3020         /*
3021          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
3022          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
3023          */
3024         if (mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
3025                 return fpin;
3026
3027         /*
3028          * mmap read-around
3029          */
3030         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3031         ra->start = max_t(long, 0, vmf->pgoff - ra->ra_pages / 2);
3032         ra->size = ra->ra_pages;
3033         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
3034         ractl._index = ra->start;
3035         page_cache_ra_order(&ractl, ra, 0);
3036         return fpin;
3037 }
3038
3039 /*
3040  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
3041  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
3042  * was pinned if we have to drop the mmap_lock in order to do IO.
3043  */
3044 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
3045                                             struct folio *folio)
3046 {
3047         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3048         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
3049         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, file->f_mapping, vmf->pgoff);
3050         struct file *fpin = NULL;
3051         unsigned int mmap_miss;
3052
3053         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
3054         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ || !ra->ra_pages)
3055                 return fpin;
3056
3057         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3058         if (mmap_miss)
3059                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, --mmap_miss);
3060
3061         if (folio_test_readahead(folio)) {
3062                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3063                 page_cache_async_ra(&ractl, folio, ra->ra_pages);
3064         }
3065         return fpin;
3066 }
3067
3068 /**
3069  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
3070  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
3071  *
3072  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
3073  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
3074  *
3075  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
3076  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
3077  * having a lot of duplicated code.
3078  *
3079  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held on entry.
3080  *
3081  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_lock
3082  * may be dropped before doing I/O or by lock_folio_maybe_drop_mmap().
3083  *
3084  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_lock
3085  * has not been released.
3086  *
3087  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
3088  *
3089  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
3090  */
3091 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
3092 {
3093         int error;
3094         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3095         struct file *fpin = NULL;
3096         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3097         struct inode *inode = mapping->host;
3098         pgoff_t max_idx, index = vmf->pgoff;
3099         struct folio *folio;
3100         vm_fault_t ret = 0;
3101         bool mapping_locked = false;
3102
3103         max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3104         if (unlikely(index >= max_idx))
3105                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3106
3107         /*
3108          * Do we have something in the page cache already?
3109          */
3110         folio = filemap_get_folio(mapping, index);
3111         if (likely(folio)) {
3112                 /*
3113                  * We found the page, so try async readahead before waiting for
3114                  * the lock.
3115                  */
3116                 if (!(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED))
3117                         fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, folio);
3118                 if (unlikely(!folio_test_uptodate(folio))) {
3119                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3120                         mapping_locked = true;
3121                 }
3122         } else {
3123                 /* No page in the page cache at all */
3124                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
3125                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
3126                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
3127                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
3128 retry_find:
3129                 /*
3130                  * See comment in filemap_create_folio() why we need
3131                  * invalidate_lock
3132                  */
3133                 if (!mapping_locked) {
3134                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3135                         mapping_locked = true;
3136                 }
3137                 folio = __filemap_get_folio(mapping, index,
3138                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
3139                                           vmf->gfp_mask);
3140                 if (!folio) {
3141                         if (fpin)
3142                                 goto out_retry;
3143                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3144                         return VM_FAULT_OOM;
3145                 }
3146         }
3147
3148         if (!lock_folio_maybe_drop_mmap(vmf, folio, &fpin))
3149                 goto out_retry;
3150
3151         /* Did it get truncated? */
3152         if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
3153                 folio_unlock(folio);
3154                 folio_put(folio);
3155                 goto retry_find;
3156         }
3157         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, index), folio);
3158
3159         /*
3160          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
3161          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
3162          */
3163         if (unlikely(!folio_test_uptodate(folio))) {
3164                 /*
3165                  * The page was in cache and uptodate and now it is not.
3166                  * Strange but possible since we didn't hold the page lock all
3167                  * the time. Let's drop everything get the invalidate lock and
3168                  * try again.
3169                  */
3170                 if (!mapping_locked) {
3171                         folio_unlock(folio);
3172                         folio_put(folio);
3173                         goto retry_find;
3174                 }
3175                 goto page_not_uptodate;
3176         }
3177
3178         /*
3179          * We've made it this far and we had to drop our mmap_lock, now is the
3180          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
3181          * redo the fault.
3182          */
3183         if (fpin) {
3184                 folio_unlock(folio);
3185                 goto out_retry;
3186         }
3187         if (mapping_locked)
3188                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3189
3190         /*
3191          * Found the page and have a reference on it.
3192          * We must recheck i_size under page lock.
3193          */
3194         max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3195         if (unlikely(index >= max_idx)) {
3196                 folio_unlock(folio);
3197                 folio_put(folio);
3198                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3199         }
3200
3201         vmf->page = folio_file_page(folio, index);
3202         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
3203
3204 page_not_uptodate:
3205         /*
3206          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
3207          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
3208          * because there really aren't any performance issues here
3209          * and we need to check for errors.
3210          */
3211         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3212         error = filemap_read_folio(file, mapping->a_ops->read_folio, folio);
3213         if (fpin)
3214                 goto out_retry;
3215         folio_put(folio);
3216
3217         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
3218                 goto retry_find;
3219         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3220
3221         return VM_FAULT_SIGBUS;
3222
3223 out_retry:
3224         /*
3225          * We dropped the mmap_lock, we need to return to the fault handler to
3226          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
3227          * page.
3228          */
3229         if (folio)
3230                 folio_put(folio);
3231         if (mapping_locked)
3232                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3233         if (fpin)
3234                 fput(fpin);
3235         return ret | VM_FAULT_RETRY;
3236 }
3237 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
3238
3239 static bool filemap_map_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page)
3240 {
3241         struct mm_struct *mm = vmf->vma->vm_mm;
3242
3243         /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
3244         if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd)) {
3245                 unlock_page(page);
3246                 put_page(page);
3247                 return true;
3248         }
3249
3250         if (pmd_none(*vmf->pmd) && PageTransHuge(page)) {
3251                 vm_fault_t ret = do_set_pmd(vmf, page);
3252                 if (!ret) {
3253                         /* The page is mapped successfully, reference consumed. */
3254                         unlock_page(page);
3255                         return true;
3256                 }
3257         }
3258
3259         if (pmd_none(*vmf->pmd))
3260                 pmd_install(mm, vmf->pmd, &vmf->prealloc_pte);
3261
3262         /* See comment in handle_pte_fault() */
3263         if (pmd_devmap_trans_unstable(vmf->pmd)) {
3264                 unlock_page(page);
3265                 put_page(page);
3266                 return true;
3267         }
3268
3269         return false;
3270 }
3271
3272 static struct folio *next_uptodate_page(struct folio *folio,
3273                                        struct address_space *mapping,
3274                                        struct xa_state *xas, pgoff_t end_pgoff)
3275 {
3276         unsigned long max_idx;
3277
3278         do {
3279                 if (!folio)
3280                         return NULL;
3281                 if (xas_retry(xas, folio))
3282                         continue;
3283                 if (xa_is_value(folio))
3284                         continue;
3285                 if (folio_test_locked(folio))
3286                         continue;
3287                 if (!folio_try_get_rcu(folio))
3288                         continue;
3289                 /* Has the page moved or been split? */
3290                 if (unlikely(folio != xas_reload(xas)))
3291                         goto skip;
3292                 if (!folio_test_uptodate(folio) || folio_test_readahead(folio))
3293                         goto skip;
3294                 if (!folio_trylock(folio))
3295                         goto skip;
3296                 if (folio->mapping != mapping)
3297                         goto unlock;
3298                 if (!folio_test_uptodate(folio))
3299                         goto unlock;
3300                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
3301                 if (xas->xa_index >= max_idx)
3302                         goto unlock;
3303                 return folio;
3304 unlock:
3305                 folio_unlock(folio);
3306 skip:
3307                 folio_put(folio);
3308         } while ((folio = xas_next_entry(xas, end_pgoff)) != NULL);
3309
3310         return NULL;
3311 }
3312
3313 static inline struct folio *first_map_page(struct address_space *mapping,
3314                                           struct xa_state *xas,
3315                                           pgoff_t end_pgoff)
3316 {
3317         return next_uptodate_page(xas_find(xas, end_pgoff),
3318                                   mapping, xas, end_pgoff);
3319 }
3320
3321 static inline struct folio *next_map_page(struct address_space *mapping,
3322                                          struct xa_state *xas,
3323                                          pgoff_t end_pgoff)
3324 {
3325         return next_uptodate_page(xas_next_entry(xas, end_pgoff),
3326                                   mapping, xas, end_pgoff);
3327 }
3328
3329 vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3330                              pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
3331 {
3332         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
3333         struct file *file = vma->vm_file;
3334         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3335         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
3336         unsigned long addr;
3337         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
3338         struct folio *folio;
3339         struct page *page;
3340         unsigned int mmap_miss = READ_ONCE(file->f_ra.mmap_miss);
3341         vm_fault_t ret = 0;
3342
3343         rcu_read_lock();
3344         folio = first_map_page(mapping, &xas, end_pgoff);
3345         if (!folio)
3346                 goto out;
3347
3348         if (filemap_map_pmd(vmf, &folio->page)) {
3349                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3350                 goto out;
3351         }
3352
3353         addr = vma->vm_start + ((start_pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
3354         vmf->pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, vmf->pmd, addr, &vmf->ptl);
3355         do {
3356 again:
3357                 page = folio_file_page(folio, xas.xa_index);
3358                 if (PageHWPoison(page))
3359                         goto unlock;
3360
3361                 if (mmap_miss > 0)
3362                         mmap_miss--;
3363
3364                 addr += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
3365                 vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
3366                 last_pgoff = xas.xa_index;
3367
3368                 /*
3369                  * NOTE: If there're PTE markers, we'll leave them to be
3370                  * handled in the specific fault path, and it'll prohibit the
3371                  * fault-around logic.
3372                  */
3373                 if (!pte_none(*vmf->pte))
3374                         goto unlock;
3375
3376                 /* We're about to handle the fault */
3377                 if (vmf->address == addr)
3378                         ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3379
3380                 do_set_pte(vmf, page, addr);
3381                 /* no need to invalidate: a not-present page won't be cached */
3382                 update_mmu_cache(vma, addr, vmf->pte);
3383                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, end_pgoff)) {
3384                         xas.xa_index++;
3385                         folio_ref_inc(folio);
3386                         goto again;
3387                 }
3388                 folio_unlock(folio);
3389                 continue;
3390 unlock:
3391                 if (folio_more_pages(folio, xas.xa_index, end_pgoff)) {
3392                         xas.xa_index++;
3393                         goto again;
3394                 }
3395                 folio_unlock(folio);
3396                 folio_put(folio);
3397         } while ((folio = next_map_page(mapping, &xas, end_pgoff)) != NULL);
3398         pte_unmap_unlock(vmf->pte, vmf->ptl);
3399 out:
3400         rcu_read_unlock();
3401         WRITE_ONCE(file->f_ra.mmap_miss, mmap_miss);
3402         return ret;
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
3405
3406 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3407 {
3408         struct address_space *mapping = vmf->vma->vm_file->f_mapping;
3409         struct folio *folio = page_folio(vmf->page);
3410         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
3411
3412         sb_start_pagefault(mapping->host->i_sb);
3413         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
3414         folio_lock(folio);
3415         if (folio->mapping != mapping) {
3416                 folio_unlock(folio);
3417                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3418                 goto out;
3419         }
3420         /*
3421          * We mark the folio dirty already here so that when freeze is in
3422          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
3423          * see the dirty folio and writeprotect it again.
3424          */
3425         folio_mark_dirty(folio);
3426         folio_wait_stable(folio);
3427 out:
3428         sb_end_pagefault(mapping->host->i_sb);
3429         return ret;
3430 }
3431
3432 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
3433         .fault          = filemap_fault,
3434         .map_pages      = filemap_map_pages,
3435         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
3436 };
3437
3438 /* This is used for a general mmap of a disk file */
3439
3440 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3441 {
3442         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3443
3444         if (!mapping->a_ops->read_folio)
3445                 return -ENOEXEC;
3446         file_accessed(file);
3447         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
3448         return 0;
3449 }
3450
3451 /*
3452  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
3453  */
3454 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3455 {
3456         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
3457                 return -EINVAL;
3458         return generic_file_mmap(file, vma);
3459 }
3460 #else
3461 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3462 {
3463         return VM_FAULT_SIGBUS;
3464 }
3465 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3466 {
3467         return -ENOSYS;
3468 }
3469 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3470 {
3471         return -ENOSYS;
3472 }
3473 #endif /* CONFIG_MMU */
3474
3475 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
3476 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
3477 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
3478
3479 static struct folio *do_read_cache_folio(struct address_space *mapping,
3480                 pgoff_t index, filler_t filler, struct file *file, gfp_t gfp)
3481 {
3482         struct folio *folio;
3483         int err;
3484
3485         if (!filler)
3486                 filler = mapping->a_ops->read_folio;
3487 repeat:
3488         folio = filemap_get_folio(mapping, index);
3489         if (!folio) {
3490                 folio = filemap_alloc_folio(gfp, 0);
3491                 if (!folio)
3492                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3493                 err = filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp);
3494                 if (unlikely(err)) {
3495                         folio_put(folio);
3496                         if (err == -EEXIST)
3497                                 goto repeat;
3498                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
3499                         return ERR_PTR(err);
3500                 }
3501
3502                 goto filler;
3503         }
3504         if (folio_test_uptodate(folio))
3505                 goto out;
3506
3507         if (!folio_trylock(folio)) {
3508                 folio_put_wait_locked(folio, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3509                 goto repeat;
3510         }
3511
3512         /* Folio was truncated from mapping */
3513         if (!folio->mapping) {
3514                 folio_unlock(folio);
3515                 folio_put(folio);
3516                 goto repeat;
3517         }
3518
3519         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
3520         if (folio_test_uptodate(folio)) {
3521                 folio_unlock(folio);
3522                 goto out;
3523         }
3524
3525 filler:
3526         err = filemap_read_folio(file, filler, folio);
3527         if (err) {
3528                 folio_put(folio);
3529                 if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
3530                         goto repeat;
3531                 return ERR_PTR(err);
3532         }
3533
3534 out:
3535         folio_mark_accessed(folio);
3536         return folio;
3537 }
3538
3539 /**
3540  * read_cache_folio - Read into page cache, fill it if needed.
3541  * @mapping: The address_space to read from.
3542  * @index: The index to read.
3543  * @filler: Function to perform the read, or NULL to use aops->read_folio().
3544  * @file: Passed to filler function, may be NULL if not required.
3545  *
3546  * Read one page into the page cache.  If it succeeds, the folio returned
3547  * will contain @index, but it may not be the first page of the folio.
3548  *
3549  * If the filler function returns an error, it will be returned to the
3550  * caller.
3551  *
3552  * Context: May sleep.  Expects mapping->invalidate_lock to be held.
3553  * Return: An uptodate folio on success, ERR_PTR() on failure.
3554  */
3555 struct folio *read_cache_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
3556                 filler_t filler, struct file *file)
3557 {
3558         return do_read_cache_folio(mapping, index, filler, file,
3559                         mapping_gfp_mask(mapping));
3560 }
3561 EXPORT_SYMBOL(read_cache_folio);
3562
3563 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
3564                 pgoff_t index, filler_t *filler, struct file *file, gfp_t gfp)
3565 {
3566         struct folio *folio;
3567
3568         folio = do_read_cache_folio(mapping, index, filler, file, gfp);
3569         if (IS_ERR(folio))
3570                 return &folio->page;
3571         return folio_file_page(folio, index);
3572 }
3573
3574 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
3575                         pgoff_t index, filler_t *filler, struct file *file)
3576 {
3577         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, file,
3578                         mapping_gfp_mask(mapping));
3579 }
3580 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
3581
3582 /**
3583  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
3584  * @mapping:    the page's address_space
3585  * @index:      the page index
3586  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
3587  *
3588  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
3589  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
3590  *
3591  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3592  *
3593  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3594  *
3595  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3596  */
3597 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
3598                                 pgoff_t index,
3599                                 gfp_t gfp)
3600 {
3601         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
3602 }
3603 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
3604
3605 /*
3606  * Warn about a page cache invalidation failure during a direct I/O write.
3607  */
3608 void dio_warn_stale_pagecache(struct file *filp)
3609 {
3610         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, 86400 * HZ, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3611         char pathname[128];
3612         char *path;
3613
3614         errseq_set(&filp->f_mapping->wb_err, -EIO);
3615         if (__ratelimit(&_rs)) {
3616                 path = file_path(filp, pathname, sizeof(pathname));
3617                 if (IS_ERR(path))
3618                         path = "(unknown)";
3619                 pr_crit("Page cache invalidation failure on direct I/O.  Possible data corruption due to collision with buffered I/O!\n");
3620                 pr_crit("File: %s PID: %d Comm: %.20s\n", path, current->pid,
3621                         current->comm);
3622         }
3623 }
3624
3625 ssize_t
3626 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3627 {
3628         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3629         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3630         struct inode    *inode = mapping->host;
3631         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3632         ssize_t         written;
3633         size_t          write_len;
3634         pgoff_t         end;
3635
3636         write_len = iov_iter_count(from);
3637         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3638
3639         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3640                 /* If there are pages to writeback, return */
3641                 if (filemap_range_has_page(file->f_mapping, pos,
3642                                            pos + write_len - 1))
3643                         return -EAGAIN;
3644         } else {
3645                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3646                                                         pos + write_len - 1);
3647                 if (written)
3648                         goto out;
3649         }
3650
3651         /*
3652          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3653          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3654          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3655          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3656          */
3657         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3658                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3659         /*
3660          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3661          * to buffered write.
3662          */
3663         if (written) {
3664                 if (written == -EBUSY)
3665                         return 0;
3666                 goto out;
3667         }
3668
3669         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3670
3671         /*
3672          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3673          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3674          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3675          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3676          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3677          * fails, tough, the write still worked...
3678          *
3679          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3680          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3681          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3682          * them by removing it completely.
3683          *
3684          * Noticeable example is a blkdev_direct_IO().
3685          *
3686          * Skip invalidation for async writes or if mapping has no pages.
3687          */
3688         if (written > 0 && mapping->nrpages &&
3689             invalidate_inode_pages2_range(mapping, pos >> PAGE_SHIFT, end))
3690                 dio_warn_stale_pagecache(file);
3691
3692         if (written > 0) {
3693                 pos += written;
3694                 write_len -= written;
3695                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3696                         i_size_write(inode, pos);
3697                         mark_inode_dirty(inode);
3698                 }
3699                 iocb->ki_pos = pos;
3700         }
3701         if (written != -EIOCBQUEUED)
3702                 iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3703 out:
3704         return written;
3705 }
3706 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3707
3708 ssize_t generic_perform_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *i)
3709 {
3710         struct file *file = iocb->ki_filp;
3711         loff_t pos = iocb->ki_pos;
3712         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3713         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3714         long status = 0;
3715         ssize_t written = 0;
3716
3717         do {
3718                 struct page *page;
3719                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3720                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3721                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3722                 void *fsdata;
3723
3724                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3725                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3726                                                 iov_iter_count(i));
3727
3728 again:
3729                 /*
3730                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3731                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3732                  * same page as we're writing to, without it being marked
3733                  * up-to-date.
3734                  */
3735                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes) == bytes)) {
3736                         status = -EFAULT;
3737                         break;
3738                 }
3739
3740                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3741                         status = -EINTR;
3742                         break;
3743                 }
3744
3745                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes,
3746                                                 &page, &fsdata);
3747                 if (unlikely(status < 0))
3748                         break;
3749
3750                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3751                         flush_dcache_page(page);
3752
3753                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, bytes, i);
3754                 flush_dcache_page(page);
3755
3756                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3757                                                 page, fsdata);
3758                 if (unlikely(status != copied)) {
3759                         iov_iter_revert(i, copied - max(status, 0L));
3760                         if (unlikely(status < 0))
3761                                 break;
3762                 }
3763                 cond_resched();
3764
3765                 if (unlikely(status == 0)) {
3766                         /*
3767                          * A short copy made ->write_end() reject the
3768                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
3769                          * halfway through, might be a race with munmap,
3770                          * might be severe memory pressure.
3771                          */
3772                         if (copied)
3773                                 bytes = copied;
3774                         goto again;
3775                 }
3776                 pos += status;
3777                 written += status;
3778
3779                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3780         } while (iov_iter_count(i));
3781
3782         return written ? written : status;
3783 }
3784 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3785
3786 /**
3787  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3788  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3789  * @from:       iov_iter with data to write
3790  *
3791  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3792  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3793  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3794  * do direct IO or a standard buffered write.
3795  *
3796  * It expects i_rwsem to be grabbed unless we work on a block device or similar
3797  * object which does not need locking at all.
3798  *
3799  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3800  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3801  * avoid syncing under i_rwsem.
3802  *
3803  * Return:
3804  * * number of bytes written, even for truncated writes
3805  * * negative error code if no data has been written at all
3806  */
3807 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3808 {
3809         struct file *file = iocb->ki_filp;
3810         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3811         struct inode    *inode = mapping->host;
3812         ssize_t         written = 0;
3813         ssize_t         err;
3814         ssize_t         status;
3815
3816         /* We can write back this queue in page reclaim */
3817         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3818         err = file_remove_privs(file);
3819         if (err)
3820                 goto out;
3821
3822         err = file_update_time(file);
3823         if (err)
3824                 goto out;
3825
3826         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3827                 loff_t pos, endbyte;
3828
3829                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3830                 /*
3831                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3832                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3833                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3834                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3835                  * page-cache pages correctly).
3836                  */
3837                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3838                         goto out;
3839
3840                 pos = iocb->ki_pos;
3841                 status = generic_perform_write(iocb, from);
3842                 /*
3843                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3844                  * then we want to return the number of bytes which were
3845                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3846                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3847                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3848                  */
3849                 if (unlikely(status < 0)) {
3850                         err = status;
3851                         goto out;
3852                 }
3853                 /*
3854                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3855                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3856                  * semantics.
3857                  */
3858                 endbyte = pos + status - 1;
3859                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3860                 if (err == 0) {
3861                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3862                         written += status;
3863                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3864                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3865                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3866                 } else {
3867                         /*
3868                          * We don't know how much we wrote, so just return
3869                          * the number of bytes which were direct-written
3870                          */
3871                 }
3872         } else {
3873                 written = generic_perform_write(iocb, from);
3874                 if (likely(written > 0))
3875                         iocb->ki_pos += written;
3876         }
3877 out:
3878         current->backing_dev_info = NULL;
3879         return written ? written : err;
3880 }
3881 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3882
3883 /**
3884  * generic_file_write_iter - write data to a file
3885  * @iocb:       IO state structure
3886  * @from:       iov_iter with data to write
3887  *
3888  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3889  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3890  * and acquires i_rwsem as needed.
3891  * Return:
3892  * * negative error code if no data has been written at all of
3893  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3894  * * number of bytes written, even for truncated writes
3895  */
3896 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3897 {
3898         struct file *file = iocb->ki_filp;
3899         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3900         ssize_t ret;
3901
3902         inode_lock(inode);
3903         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3904         if (ret > 0)
3905                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3906         inode_unlock(inode);
3907
3908         if (ret > 0)
3909                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3910         return ret;
3911 }
3912 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3913
3914 /**
3915  * filemap_release_folio() - Release fs-specific metadata on a folio.
3916  * @folio: The folio which the kernel is trying to free.
3917  * @gfp: Memory allocation flags (and I/O mode).
3918  *
3919  * The address_space is trying to release any data attached to a folio
3920  * (presumably at folio->private).
3921  *
3922  * This will also be called if the private_2 flag is set on a page,
3923  * indicating that the folio has other metadata associated with it.
3924  *
3925  * The @gfp argument specifies whether I/O may be performed to release
3926  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block
3927  * (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3928  *
3929  * Return: %true if the release was successful, otherwise %false.
3930  */
3931 bool filemap_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp)
3932 {
3933         struct address_space * const mapping = folio->mapping;
3934
3935         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
3936         if (folio_test_writeback(folio))
3937                 return false;
3938
3939         if (mapping && mapping->a_ops->release_folio)
3940                 return mapping->a_ops->release_folio(folio, gfp);
3941         return try_to_free_buffers(folio);
3942 }
3943 EXPORT_SYMBOL(filemap_release_folio);