Merge tag 'tpmdd-next-v5.9' of git://git.infradead.org/users/jjs/linux-tpmdd
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / filemap.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *      linux/mm/filemap.c
4  *
5  * Copyright (C) 1994-1999  Linus Torvalds
6  */
7
8 /*
9  * This file handles the generic file mmap semantics used by
10  * most "normal" filesystems (but you don't /have/ to use this:
11  * the NFS filesystem used to do this differently, for example)
12  */
13 #include <linux/export.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/dax.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/sched/signal.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/capability.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/gfp.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/mman.h>
25 #include <linux/pagemap.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/error-injection.h>
29 #include <linux/hash.h>
30 #include <linux/writeback.h>
31 #include <linux/backing-dev.h>
32 #include <linux/pagevec.h>
33 #include <linux/blkdev.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/cleancache.h>
39 #include <linux/shmem_fs.h>
40 #include <linux/rmap.h>
41 #include <linux/delayacct.h>
42 #include <linux/psi.h>
43 #include <linux/ramfs.h>
44 #include "internal.h"
45
46 #define CREATE_TRACE_POINTS
47 #include <trace/events/filemap.h>
48
49 /*
50  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
51  */
52 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
53
54 #include <asm/mman.h>
55
56 /*
57  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
58  * though.
59  *
60  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
61  *
62  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
63  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
64  *
65  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
66  */
67
68 /*
69  * Lock ordering:
70  *
71  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
72  *    ->private_lock            (__free_pte->__set_page_dirty_buffers)
73  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
74  *        ->i_pages lock
75  *
76  *  ->i_mutex
77  *    ->i_mmap_rwsem            (truncate->unmap_mapping_range)
78  *
79  *  ->mmap_lock
80  *    ->i_mmap_rwsem
81  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
82  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
83  *
84  *  ->mmap_lock
85  *    ->lock_page               (access_process_vm)
86  *
87  *  ->i_mutex                   (generic_perform_write)
88  *    ->mmap_lock               (fault_in_pages_readable->do_page_fault)
89  *
90  *  bdi->wb.list_lock
91  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
92  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
93  *
94  *  ->i_mmap_rwsem
95  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
96  *
97  *  ->anon_vma.lock
98  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
99  *
100  *  ->page_table_lock or pte_lock
101  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
102  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
103  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
104  *    ->pgdat->lru_lock         (follow_page->mark_page_accessed)
105  *    ->pgdat->lru_lock         (check_pte_range->isolate_lru_page)
106  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
107  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
108  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
109  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
110  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
111  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
112  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
113  *    ->private_lock            (zap_pte_range->__set_page_dirty_buffers)
114  *
115  * ->i_mmap_rwsem
116  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
117  */
118
119 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
120                                    struct page *page, void *shadow)
121 {
122         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, page->index);
123         unsigned int nr = 1;
124
125         mapping_set_update(&xas, mapping);
126
127         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
128         if (!PageHuge(page)) {
129                 xas_set_order(&xas, page->index, compound_order(page));
130                 nr = compound_nr(page);
131         }
132
133         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
134         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
135         VM_BUG_ON_PAGE(nr != 1 && shadow, page);
136
137         xas_store(&xas, shadow);
138         xas_init_marks(&xas);
139
140         page->mapping = NULL;
141         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
142
143         if (shadow) {
144                 mapping->nrexceptional += nr;
145                 /*
146                  * Make sure the nrexceptional update is committed before
147                  * the nrpages update so that final truncate racing
148                  * with reclaim does not see both counters 0 at the
149                  * same time and miss a shadow entry.
150                  */
151                 smp_wmb();
152         }
153         mapping->nrpages -= nr;
154 }
155
156 static void unaccount_page_cache_page(struct address_space *mapping,
157                                       struct page *page)
158 {
159         int nr;
160
161         /*
162          * if we're uptodate, flush out into the cleancache, otherwise
163          * invalidate any existing cleancache entries.  We can't leave
164          * stale data around in the cleancache once our page is gone
165          */
166         if (PageUptodate(page) && PageMappedToDisk(page))
167                 cleancache_put_page(page);
168         else
169                 cleancache_invalidate_page(mapping, page);
170
171         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
172         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
173         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(page_mapped(page))) {
174                 int mapcount;
175
176                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
177                          current->comm, page_to_pfn(page));
178                 dump_page(page, "still mapped when deleted");
179                 dump_stack();
180                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
181
182                 mapcount = page_mapcount(page);
183                 if (mapping_exiting(mapping) &&
184                     page_count(page) >= mapcount + 2) {
185                         /*
186                          * All vmas have already been torn down, so it's
187                          * a good bet that actually the page is unmapped,
188                          * and we'd prefer not to leak it: if we're wrong,
189                          * some other bad page check should catch it later.
190                          */
191                         page_mapcount_reset(page);
192                         page_ref_sub(page, mapcount);
193                 }
194         }
195
196         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
197         if (PageHuge(page))
198                 return;
199
200         nr = hpage_nr_pages(page);
201
202         __mod_lruvec_page_state(page, NR_FILE_PAGES, -nr);
203         if (PageSwapBacked(page)) {
204                 __mod_lruvec_page_state(page, NR_SHMEM, -nr);
205                 if (PageTransHuge(page))
206                         __dec_node_page_state(page, NR_SHMEM_THPS);
207         } else if (PageTransHuge(page)) {
208                 __dec_node_page_state(page, NR_FILE_THPS);
209                 filemap_nr_thps_dec(mapping);
210         }
211
212         /*
213          * At this point page must be either written or cleaned by
214          * truncate.  Dirty page here signals a bug and loss of
215          * unwritten data.
216          *
217          * This fixes dirty accounting after removing the page entirely
218          * but leaves PageDirty set: it has no effect for truncated
219          * page and anyway will be cleared before returning page into
220          * buddy allocator.
221          */
222         if (WARN_ON_ONCE(PageDirty(page)))
223                 account_page_cleaned(page, mapping, inode_to_wb(mapping->host));
224 }
225
226 /*
227  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
228  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
229  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
230  */
231 void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow)
232 {
233         struct address_space *mapping = page->mapping;
234
235         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(page);
236
237         unaccount_page_cache_page(mapping, page);
238         page_cache_delete(mapping, page, shadow);
239 }
240
241 static void page_cache_free_page(struct address_space *mapping,
242                                 struct page *page)
243 {
244         void (*freepage)(struct page *);
245
246         freepage = mapping->a_ops->freepage;
247         if (freepage)
248                 freepage(page);
249
250         if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page)) {
251                 page_ref_sub(page, HPAGE_PMD_NR);
252                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) <= 0, page);
253         } else {
254                 put_page(page);
255         }
256 }
257
258 /**
259  * delete_from_page_cache - delete page from page cache
260  * @page: the page which the kernel is trying to remove from page cache
261  *
262  * This must be called only on pages that have been verified to be in the page
263  * cache and locked.  It will never put the page into the free list, the caller
264  * has a reference on the page.
265  */
266 void delete_from_page_cache(struct page *page)
267 {
268         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
269         unsigned long flags;
270
271         BUG_ON(!PageLocked(page));
272         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
273         __delete_from_page_cache(page, NULL);
274         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
275
276         page_cache_free_page(mapping, page);
277 }
278 EXPORT_SYMBOL(delete_from_page_cache);
279
280 /*
281  * page_cache_delete_batch - delete several pages from page cache
282  * @mapping: the mapping to which pages belong
283  * @pvec: pagevec with pages to delete
284  *
285  * The function walks over mapping->i_pages and removes pages passed in @pvec
286  * from the mapping. The function expects @pvec to be sorted by page index
287  * and is optimised for it to be dense.
288  * It tolerates holes in @pvec (mapping entries at those indices are not
289  * modified). The function expects only THP head pages to be present in the
290  * @pvec.
291  *
292  * The function expects the i_pages lock to be held.
293  */
294 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
295                              struct pagevec *pvec)
296 {
297         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, pvec->pages[0]->index);
298         int total_pages = 0;
299         int i = 0;
300         struct page *page;
301
302         mapping_set_update(&xas, mapping);
303         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
304                 if (i >= pagevec_count(pvec))
305                         break;
306
307                 /* A swap/dax/shadow entry got inserted? Skip it. */
308                 if (xa_is_value(page))
309                         continue;
310                 /*
311                  * A page got inserted in our range? Skip it. We have our
312                  * pages locked so they are protected from being removed.
313                  * If we see a page whose index is higher than ours, it
314                  * means our page has been removed, which shouldn't be
315                  * possible because we're holding the PageLock.
316                  */
317                 if (page != pvec->pages[i]) {
318                         VM_BUG_ON_PAGE(page->index > pvec->pages[i]->index,
319                                         page);
320                         continue;
321                 }
322
323                 WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
324
325                 if (page->index == xas.xa_index)
326                         page->mapping = NULL;
327                 /* Leave page->index set: truncation lookup relies on it */
328
329                 /*
330                  * Move to the next page in the vector if this is a regular
331                  * page or the index is of the last sub-page of this compound
332                  * page.
333                  */
334                 if (page->index + compound_nr(page) - 1 == xas.xa_index)
335                         i++;
336                 xas_store(&xas, NULL);
337                 total_pages++;
338         }
339         mapping->nrpages -= total_pages;
340 }
341
342 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
343                                   struct pagevec *pvec)
344 {
345         int i;
346         unsigned long flags;
347
348         if (!pagevec_count(pvec))
349                 return;
350
351         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
352         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
353                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(pvec->pages[i]);
354
355                 unaccount_page_cache_page(mapping, pvec->pages[i]);
356         }
357         page_cache_delete_batch(mapping, pvec);
358         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
359
360         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++)
361                 page_cache_free_page(mapping, pvec->pages[i]);
362 }
363
364 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
365 {
366         int ret = 0;
367         /* Check for outstanding write errors */
368         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
369             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
370                 ret = -ENOSPC;
371         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
372             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
373                 ret = -EIO;
374         return ret;
375 }
376 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
377
378 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
379 {
380         /* Check for outstanding write errors */
381         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
382                 return -EIO;
383         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
384                 return -ENOSPC;
385         return 0;
386 }
387
388 /**
389  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
390  * @mapping:    address space structure to write
391  * @start:      offset in bytes where the range starts
392  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
393  * @sync_mode:  enable synchronous operation
394  *
395  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
396  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
397  *
398  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
399  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
400  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
401  * be waited upon, and not just skipped over.
402  *
403  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
404  */
405 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
406                                 loff_t end, int sync_mode)
407 {
408         int ret;
409         struct writeback_control wbc = {
410                 .sync_mode = sync_mode,
411                 .nr_to_write = LONG_MAX,
412                 .range_start = start,
413                 .range_end = end,
414         };
415
416         if (!mapping_cap_writeback_dirty(mapping) ||
417             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
418                 return 0;
419
420         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, mapping->host);
421         ret = do_writepages(mapping, &wbc);
422         wbc_detach_inode(&wbc);
423         return ret;
424 }
425
426 static inline int __filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping,
427         int sync_mode)
428 {
429         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, 0, LLONG_MAX, sync_mode);
430 }
431
432 int filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping)
433 {
434         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_ALL);
435 }
436 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite);
437
438 int filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
439                                 loff_t end)
440 {
441         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end, WB_SYNC_ALL);
442 }
443 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_range);
444
445 /**
446  * filemap_flush - mostly a non-blocking flush
447  * @mapping:    target address_space
448  *
449  * This is a mostly non-blocking flush.  Not suitable for data-integrity
450  * purposes - I/O may not be started against all dirty pages.
451  *
452  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
453  */
454 int filemap_flush(struct address_space *mapping)
455 {
456         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_NONE);
457 }
458 EXPORT_SYMBOL(filemap_flush);
459
460 /**
461  * filemap_range_has_page - check if a page exists in range.
462  * @mapping:           address space within which to check
463  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
464  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
465  *
466  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
467  * direct writing in this range will trigger a writeback.
468  *
469  * Return: %true if at least one page exists in the specified range,
470  * %false otherwise.
471  */
472 bool filemap_range_has_page(struct address_space *mapping,
473                            loff_t start_byte, loff_t end_byte)
474 {
475         struct page *page;
476         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
477         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
478
479         if (end_byte < start_byte)
480                 return false;
481
482         rcu_read_lock();
483         for (;;) {
484                 page = xas_find(&xas, max);
485                 if (xas_retry(&xas, page))
486                         continue;
487                 /* Shadow entries don't count */
488                 if (xa_is_value(page))
489                         continue;
490                 /*
491                  * We don't need to try to pin this page; we're about to
492                  * release the RCU lock anyway.  It is enough to know that
493                  * there was a page here recently.
494                  */
495                 break;
496         }
497         rcu_read_unlock();
498
499         return page != NULL;
500 }
501 EXPORT_SYMBOL(filemap_range_has_page);
502
503 static void __filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping,
504                                      loff_t start_byte, loff_t end_byte)
505 {
506         pgoff_t index = start_byte >> PAGE_SHIFT;
507         pgoff_t end = end_byte >> PAGE_SHIFT;
508         struct pagevec pvec;
509         int nr_pages;
510
511         if (end_byte < start_byte)
512                 return;
513
514         pagevec_init(&pvec);
515         while (index <= end) {
516                 unsigned i;
517
518                 nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index,
519                                 end, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
520                 if (!nr_pages)
521                         break;
522
523                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
524                         struct page *page = pvec.pages[i];
525
526                         wait_on_page_writeback(page);
527                         ClearPageError(page);
528                 }
529                 pagevec_release(&pvec);
530                 cond_resched();
531         }
532 }
533
534 /**
535  * filemap_fdatawait_range - wait for writeback to complete
536  * @mapping:            address space structure to wait for
537  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
538  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
539  *
540  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
541  * in the given range and wait for all of them.  Check error status of
542  * the address space and return it.
543  *
544  * Since the error status of the address space is cleared by this function,
545  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
546  * reporting the error.
547  *
548  * Return: error status of the address space.
549  */
550 int filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping, loff_t start_byte,
551                             loff_t end_byte)
552 {
553         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
554         return filemap_check_errors(mapping);
555 }
556 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range);
557
558 /**
559  * filemap_fdatawait_range_keep_errors - wait for writeback to complete
560  * @mapping:            address space structure to wait for
561  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
562  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
563  *
564  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space in the
565  * given range and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait_range(),
566  * this function does not clear error status of the address space.
567  *
568  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
569  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
570  * fsfreeze(8)
571  */
572 int filemap_fdatawait_range_keep_errors(struct address_space *mapping,
573                 loff_t start_byte, loff_t end_byte)
574 {
575         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
576         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
577 }
578 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range_keep_errors);
579
580 /**
581  * file_fdatawait_range - wait for writeback to complete
582  * @file:               file pointing to address space structure to wait for
583  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
584  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
585  *
586  * Walk the list of under-writeback pages of the address space that file
587  * refers to, in the given range and wait for all of them.  Check error
588  * status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor and return it.
589  *
590  * Since the error status of the file is advanced by this function,
591  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
592  * reporting the error.
593  *
594  * Return: error status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor.
595  */
596 int file_fdatawait_range(struct file *file, loff_t start_byte, loff_t end_byte)
597 {
598         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
599
600         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
601         return file_check_and_advance_wb_err(file);
602 }
603 EXPORT_SYMBOL(file_fdatawait_range);
604
605 /**
606  * filemap_fdatawait_keep_errors - wait for writeback without clearing errors
607  * @mapping: address space structure to wait for
608  *
609  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
610  * and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait(), this function
611  * does not clear error status of the address space.
612  *
613  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
614  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
615  * fsfreeze(8)
616  *
617  * Return: error status of the address space.
618  */
619 int filemap_fdatawait_keep_errors(struct address_space *mapping)
620 {
621         __filemap_fdatawait_range(mapping, 0, LLONG_MAX);
622         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
623 }
624 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_keep_errors);
625
626 /* Returns true if writeback might be needed or already in progress. */
627 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
628 {
629         if (dax_mapping(mapping))
630                 return mapping->nrexceptional;
631
632         return mapping->nrpages;
633 }
634
635 /**
636  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
637  * @mapping:    the address_space for the pages
638  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
639  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
640  *
641  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
642  *
643  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
644  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
645  *
646  * Return: error status of the address space.
647  */
648 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
649                                  loff_t lstart, loff_t lend)
650 {
651         int err = 0;
652
653         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
654                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
655                                                  WB_SYNC_ALL);
656                 /*
657                  * Even if the above returned error, the pages may be
658                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
659                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
660                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
661                  */
662                 if (err != -EIO) {
663                         int err2 = filemap_fdatawait_range(mapping,
664                                                 lstart, lend);
665                         if (!err)
666                                 err = err2;
667                 } else {
668                         /* Clear any previously stored errors */
669                         filemap_check_errors(mapping);
670                 }
671         } else {
672                 err = filemap_check_errors(mapping);
673         }
674         return err;
675 }
676 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
677
678 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
679 {
680         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
681
682         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
683 }
684 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
685
686 /**
687  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
688  *                                 and advance wb_err to current one
689  * @file: struct file on which the error is being reported
690  *
691  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
692  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
693  * since the file was opened if there haven't been any).
694  *
695  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
696  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
697  *
698  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
699  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
700  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
701  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
702  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
703  *
704  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
705  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
706  * the latest value swapped in for this file descriptor.
707  *
708  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
709  */
710 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
711 {
712         int err = 0;
713         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
714         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
715
716         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
717         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
718                 /* Something changed, must use slow path */
719                 spin_lock(&file->f_lock);
720                 old = file->f_wb_err;
721                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
722                                                 &file->f_wb_err);
723                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
724                 spin_unlock(&file->f_lock);
725         }
726
727         /*
728          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
729          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
730          * that the legacy code would have had on these flags.
731          */
732         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
733         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
734         return err;
735 }
736 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
737
738 /**
739  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
740  * @file:       file pointing to address_space with pages
741  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
742  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
743  *
744  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
745  *
746  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
747  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
748  *
749  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
750  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
751  *
752  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
753  */
754 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
755 {
756         int err = 0, err2;
757         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
758
759         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
760                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
761                                                  WB_SYNC_ALL);
762                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
763                 if (err != -EIO)
764                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
765         }
766         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
767         if (!err)
768                 err = err2;
769         return err;
770 }
771 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
772
773 /**
774  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
775  * @old:        page to be replaced
776  * @new:        page to replace with
777  * @gfp_mask:   allocation mode
778  *
779  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
780  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
781  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
782  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
783  * caller must do that.
784  *
785  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
786  *
787  * Return: %0
788  */
789 int replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new, gfp_t gfp_mask)
790 {
791         struct address_space *mapping = old->mapping;
792         void (*freepage)(struct page *) = mapping->a_ops->freepage;
793         pgoff_t offset = old->index;
794         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
795         unsigned long flags;
796
797         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(old), old);
798         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(new), new);
799         VM_BUG_ON_PAGE(new->mapping, new);
800
801         get_page(new);
802         new->mapping = mapping;
803         new->index = offset;
804
805         mem_cgroup_migrate(old, new);
806
807         xas_lock_irqsave(&xas, flags);
808         xas_store(&xas, new);
809
810         old->mapping = NULL;
811         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
812         if (!PageHuge(old))
813                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_FILE_PAGES);
814         if (!PageHuge(new))
815                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
816         if (PageSwapBacked(old))
817                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_SHMEM);
818         if (PageSwapBacked(new))
819                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_SHMEM);
820         xas_unlock_irqrestore(&xas, flags);
821         if (freepage)
822                 freepage(old);
823         put_page(old);
824
825         return 0;
826 }
827 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
828
829 static int __add_to_page_cache_locked(struct page *page,
830                                       struct address_space *mapping,
831                                       pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask,
832                                       void **shadowp)
833 {
834         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
835         int huge = PageHuge(page);
836         int error;
837         void *old;
838
839         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
840         VM_BUG_ON_PAGE(PageSwapBacked(page), page);
841         mapping_set_update(&xas, mapping);
842
843         get_page(page);
844         page->mapping = mapping;
845         page->index = offset;
846
847         if (!huge) {
848                 error = mem_cgroup_charge(page, current->mm, gfp_mask);
849                 if (error)
850                         goto error;
851         }
852
853         do {
854                 xas_lock_irq(&xas);
855                 old = xas_load(&xas);
856                 if (old && !xa_is_value(old))
857                         xas_set_err(&xas, -EEXIST);
858                 xas_store(&xas, page);
859                 if (xas_error(&xas))
860                         goto unlock;
861
862                 if (xa_is_value(old)) {
863                         mapping->nrexceptional--;
864                         if (shadowp)
865                                 *shadowp = old;
866                 }
867                 mapping->nrpages++;
868
869                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
870                 if (!huge)
871                         __inc_lruvec_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
872 unlock:
873                 xas_unlock_irq(&xas);
874         } while (xas_nomem(&xas, gfp_mask & GFP_RECLAIM_MASK));
875
876         if (xas_error(&xas)) {
877                 error = xas_error(&xas);
878                 goto error;
879         }
880
881         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(page);
882         return 0;
883 error:
884         page->mapping = NULL;
885         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
886         put_page(page);
887         return error;
888 }
889 ALLOW_ERROR_INJECTION(__add_to_page_cache_locked, ERRNO);
890
891 /**
892  * add_to_page_cache_locked - add a locked page to the pagecache
893  * @page:       page to add
894  * @mapping:    the page's address_space
895  * @offset:     page index
896  * @gfp_mask:   page allocation mode
897  *
898  * This function is used to add a page to the pagecache. It must be locked.
899  * This function does not add the page to the LRU.  The caller must do that.
900  *
901  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
902  */
903 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
904                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
905 {
906         return __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
907                                           gfp_mask, NULL);
908 }
909 EXPORT_SYMBOL(add_to_page_cache_locked);
910
911 int add_to_page_cache_lru(struct page *page, struct address_space *mapping,
912                                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
913 {
914         void *shadow = NULL;
915         int ret;
916
917         __SetPageLocked(page);
918         ret = __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
919                                          gfp_mask, &shadow);
920         if (unlikely(ret))
921                 __ClearPageLocked(page);
922         else {
923                 /*
924                  * The page might have been evicted from cache only
925                  * recently, in which case it should be activated like
926                  * any other repeatedly accessed page.
927                  * The exception is pages getting rewritten; evicting other
928                  * data from the working set, only to cache data that will
929                  * get overwritten with something else, is a waste of memory.
930                  */
931                 WARN_ON_ONCE(PageActive(page));
932                 if (!(gfp_mask & __GFP_WRITE) && shadow)
933                         workingset_refault(page, shadow);
934                 lru_cache_add(page);
935         }
936         return ret;
937 }
938 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_to_page_cache_lru);
939
940 #ifdef CONFIG_NUMA
941 struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp)
942 {
943         int n;
944         struct page *page;
945
946         if (cpuset_do_page_mem_spread()) {
947                 unsigned int cpuset_mems_cookie;
948                 do {
949                         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
950                         n = cpuset_mem_spread_node();
951                         page = __alloc_pages_node(n, gfp, 0);
952                 } while (!page && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
953
954                 return page;
955         }
956         return alloc_pages(gfp, 0);
957 }
958 EXPORT_SYMBOL(__page_cache_alloc);
959 #endif
960
961 /*
962  * In order to wait for pages to become available there must be
963  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
964  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
965  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
966  * become available, and for the woken contexts to check to be
967  * sure the appropriate page became available, this saves space
968  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
969  * collisions.
970  */
971 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
972 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
973 static wait_queue_head_t page_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
974
975 static wait_queue_head_t *page_waitqueue(struct page *page)
976 {
977         return &page_wait_table[hash_ptr(page, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
978 }
979
980 void __init pagecache_init(void)
981 {
982         int i;
983
984         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
985                 init_waitqueue_head(&page_wait_table[i]);
986
987         page_writeback_init();
988 }
989
990 /* This has the same layout as wait_bit_key - see fs/cachefiles/rdwr.c */
991 struct wait_page_key {
992         struct page *page;
993         int bit_nr;
994         int page_match;
995 };
996
997 struct wait_page_queue {
998         struct page *page;
999         int bit_nr;
1000         wait_queue_entry_t wait;
1001 };
1002
1003 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1004 {
1005         int ret;
1006         struct wait_page_key *key = arg;
1007         struct wait_page_queue *wait_page
1008                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1009
1010         if (wait_page->page != key->page)
1011                return 0;
1012         key->page_match = 1;
1013
1014         if (wait_page->bit_nr != key->bit_nr)
1015                 return 0;
1016
1017         /*
1018          * If it's an exclusive wait, we get the bit for it, and
1019          * stop walking if we can't.
1020          *
1021          * If it's a non-exclusive wait, then the fact that this
1022          * wake function was called means that the bit already
1023          * was cleared, and we don't care if somebody then
1024          * re-took it.
1025          */
1026         ret = 0;
1027         if (wait->flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1028                 if (test_and_set_bit(key->bit_nr, &key->page->flags))
1029                         return -1;
1030                 ret = 1;
1031         }
1032         wait->flags |= WQ_FLAG_WOKEN;
1033
1034         wake_up_state(wait->private, mode);
1035
1036         /*
1037          * Ok, we have successfully done what we're waiting for,
1038          * and we can unconditionally remove the wait entry.
1039          *
1040          * Note that this has to be the absolute last thing we do,
1041          * since after list_del_init(&wait->entry) the wait entry
1042          * might be de-allocated and the process might even have
1043          * exited.
1044          */
1045         list_del_init_careful(&wait->entry);
1046         return ret;
1047 }
1048
1049 static void wake_up_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1050 {
1051         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1052         struct wait_page_key key;
1053         unsigned long flags;
1054         wait_queue_entry_t bookmark;
1055
1056         key.page = page;
1057         key.bit_nr = bit_nr;
1058         key.page_match = 0;
1059
1060         bookmark.flags = 0;
1061         bookmark.private = NULL;
1062         bookmark.func = NULL;
1063         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1064
1065         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1066         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1067
1068         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1069                 /*
1070                  * Take a breather from holding the lock,
1071                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1072                  * to acquire the lock and remove themselves
1073                  * from wait queue
1074                  */
1075                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1076                 cpu_relax();
1077                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1078                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1079         }
1080
1081         /*
1082          * It is possible for other pages to have collided on the waitqueue
1083          * hash, so in that case check for a page match. That prevents a long-
1084          * term waiter
1085          *
1086          * It is still possible to miss a case here, when we woke page waiters
1087          * and removed them from the waitqueue, but there are still other
1088          * page waiters.
1089          */
1090         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match) {
1091                 ClearPageWaiters(page);
1092                 /*
1093                  * It's possible to miss clearing Waiters here, when we woke
1094                  * our page waiters, but the hashed waitqueue has waiters for
1095                  * other pages on it.
1096                  *
1097                  * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1098                  */
1099         }
1100         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1101 }
1102
1103 static void wake_up_page(struct page *page, int bit)
1104 {
1105         if (!PageWaiters(page))
1106                 return;
1107         wake_up_page_bit(page, bit);
1108 }
1109
1110 /*
1111  * A choice of three behaviors for wait_on_page_bit_common():
1112  */
1113 enum behavior {
1114         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1115                          * __lock_page() waiting on then setting PG_locked.
1116                          */
1117         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1118                          * wait_on_page_writeback() waiting on PG_writeback.
1119                          */
1120         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1121                          * like put_and_wait_on_page_locked() on PG_locked.
1122                          */
1123 };
1124
1125 /*
1126  * Attempt to check (or get) the page bit, and mark the
1127  * waiter woken if successful.
1128  */
1129 static inline bool trylock_page_bit_common(struct page *page, int bit_nr,
1130                                         struct wait_queue_entry *wait)
1131 {
1132         if (wait->flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1133                 if (test_and_set_bit(bit_nr, &page->flags))
1134                         return false;
1135         } else if (test_bit(bit_nr, &page->flags))
1136                 return false;
1137
1138         wait->flags |= WQ_FLAG_WOKEN;
1139         return true;
1140 }
1141
1142 static inline int wait_on_page_bit_common(wait_queue_head_t *q,
1143         struct page *page, int bit_nr, int state, enum behavior behavior)
1144 {
1145         struct wait_page_queue wait_page;
1146         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1147         bool thrashing = false;
1148         bool delayacct = false;
1149         unsigned long pflags;
1150
1151         if (bit_nr == PG_locked &&
1152             !PageUptodate(page) && PageWorkingset(page)) {
1153                 if (!PageSwapBacked(page)) {
1154                         delayacct_thrashing_start();
1155                         delayacct = true;
1156                 }
1157                 psi_memstall_enter(&pflags);
1158                 thrashing = true;
1159         }
1160
1161         init_wait(wait);
1162         wait->flags = behavior == EXCLUSIVE ? WQ_FLAG_EXCLUSIVE : 0;
1163         wait->func = wake_page_function;
1164         wait_page.page = page;
1165         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1166
1167         /*
1168          * Do one last check whether we can get the
1169          * page bit synchronously.
1170          *
1171          * Do the SetPageWaiters() marking before that
1172          * to let any waker we _just_ missed know they
1173          * need to wake us up (otherwise they'll never
1174          * even go to the slow case that looks at the
1175          * page queue), and add ourselves to the wait
1176          * queue if we need to sleep.
1177          *
1178          * This part needs to be done under the queue
1179          * lock to avoid races.
1180          */
1181         spin_lock_irq(&q->lock);
1182         SetPageWaiters(page);
1183         if (!trylock_page_bit_common(page, bit_nr, wait))
1184                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1185         spin_unlock_irq(&q->lock);
1186
1187         /*
1188          * From now on, all the logic will be based on
1189          * the WQ_FLAG_WOKEN flag, and the and the page
1190          * bit testing (and setting) will be - or has
1191          * already been - done by the wake function.
1192          *
1193          * We can drop our reference to the page.
1194          */
1195         if (behavior == DROP)
1196                 put_page(page);
1197
1198         for (;;) {
1199                 set_current_state(state);
1200
1201                 if (signal_pending_state(state, current))
1202                         break;
1203
1204                 if (wait->flags & WQ_FLAG_WOKEN)
1205                         break;
1206
1207                 io_schedule();
1208         }
1209
1210         finish_wait(q, wait);
1211
1212         if (thrashing) {
1213                 if (delayacct)
1214                         delayacct_thrashing_end();
1215                 psi_memstall_leave(&pflags);
1216         }
1217
1218         /*
1219          * A signal could leave PageWaiters set. Clearing it here if
1220          * !waitqueue_active would be possible (by open-coding finish_wait),
1221          * but still fail to catch it in the case of wait hash collision. We
1222          * already can fail to clear wait hash collision cases, so don't
1223          * bother with signals either.
1224          */
1225
1226         return wait->flags & WQ_FLAG_WOKEN ? 0 : -EINTR;
1227 }
1228
1229 void wait_on_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1230 {
1231         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1232         wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1233 }
1234 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit);
1235
1236 int wait_on_page_bit_killable(struct page *page, int bit_nr)
1237 {
1238         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1239         return wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1240 }
1241 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit_killable);
1242
1243 /**
1244  * put_and_wait_on_page_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1245  * @page: The page to wait for.
1246  *
1247  * The caller should hold a reference on @page.  They expect the page to
1248  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1249  * (for example) by holding the reference while waiting for the page to
1250  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1251  * dereference @page.
1252  */
1253 void put_and_wait_on_page_locked(struct page *page)
1254 {
1255         wait_queue_head_t *q;
1256
1257         page = compound_head(page);
1258         q = page_waitqueue(page);
1259         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE, DROP);
1260 }
1261
1262 /**
1263  * add_page_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
1264  * @page: Page defining the wait queue of interest
1265  * @waiter: Waiter to add to the queue
1266  *
1267  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @page.
1268  */
1269 void add_page_wait_queue(struct page *page, wait_queue_entry_t *waiter)
1270 {
1271         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1272         unsigned long flags;
1273
1274         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1275         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1276         SetPageWaiters(page);
1277         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1278 }
1279 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_page_wait_queue);
1280
1281 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1282
1283 /*
1284  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1285  *
1286  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1287  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1288  * not support that special operation, we just do this all by hand
1289  * instead.
1290  *
1291  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1292  * being cleared, but a memory barrier should be unnecessary since it is
1293  * in the same byte as PG_locked.
1294  */
1295 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1296 {
1297         clear_bit_unlock(nr, mem);
1298         /* smp_mb__after_atomic(); */
1299         return test_bit(PG_waiters, mem);
1300 }
1301
1302 #endif
1303
1304 /**
1305  * unlock_page - unlock a locked page
1306  * @page: the page
1307  *
1308  * Unlocks the page and wakes up sleepers in ___wait_on_page_locked().
1309  * Also wakes sleepers in wait_on_page_writeback() because the wakeup
1310  * mechanism between PageLocked pages and PageWriteback pages is shared.
1311  * But that's OK - sleepers in wait_on_page_writeback() just go back to sleep.
1312  *
1313  * Note that this depends on PG_waiters being the sign bit in the byte
1314  * that contains PG_locked - thus the BUILD_BUG_ON(). That allows us to
1315  * clear the PG_locked bit and test PG_waiters at the same time fairly
1316  * portably (architectures that do LL/SC can test any bit, while x86 can
1317  * test the sign bit).
1318  */
1319 void unlock_page(struct page *page)
1320 {
1321         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1322         page = compound_head(page);
1323         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1324         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, &page->flags))
1325                 wake_up_page_bit(page, PG_locked);
1326 }
1327 EXPORT_SYMBOL(unlock_page);
1328
1329 /**
1330  * end_page_writeback - end writeback against a page
1331  * @page: the page
1332  */
1333 void end_page_writeback(struct page *page)
1334 {
1335         /*
1336          * TestClearPageReclaim could be used here but it is an atomic
1337          * operation and overkill in this particular case. Failing to
1338          * shuffle a page marked for immediate reclaim is too mild to
1339          * justify taking an atomic operation penalty at the end of
1340          * ever page writeback.
1341          */
1342         if (PageReclaim(page)) {
1343                 ClearPageReclaim(page);
1344                 rotate_reclaimable_page(page);
1345         }
1346
1347         if (!test_clear_page_writeback(page))
1348                 BUG();
1349
1350         smp_mb__after_atomic();
1351         wake_up_page(page, PG_writeback);
1352 }
1353 EXPORT_SYMBOL(end_page_writeback);
1354
1355 /*
1356  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1357  * flags appropriately
1358  */
1359 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1360 {
1361         if (!is_write) {
1362                 if (!err) {
1363                         SetPageUptodate(page);
1364                 } else {
1365                         ClearPageUptodate(page);
1366                         SetPageError(page);
1367                 }
1368                 unlock_page(page);
1369         } else {
1370                 if (err) {
1371                         struct address_space *mapping;
1372
1373                         SetPageError(page);
1374                         mapping = page_mapping(page);
1375                         if (mapping)
1376                                 mapping_set_error(mapping, err);
1377                 }
1378                 end_page_writeback(page);
1379         }
1380 }
1381 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1382
1383 /**
1384  * __lock_page - get a lock on the page, assuming we need to sleep to get it
1385  * @__page: the page to lock
1386  */
1387 void __lock_page(struct page *__page)
1388 {
1389         struct page *page = compound_head(__page);
1390         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1391         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1392                                 EXCLUSIVE);
1393 }
1394 EXPORT_SYMBOL(__lock_page);
1395
1396 int __lock_page_killable(struct page *__page)
1397 {
1398         struct page *page = compound_head(__page);
1399         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1400         return wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1401                                         EXCLUSIVE);
1402 }
1403 EXPORT_SYMBOL_GPL(__lock_page_killable);
1404
1405 /*
1406  * Return values:
1407  * 1 - page is locked; mmap_lock is still held.
1408  * 0 - page is not locked.
1409  *     mmap_lock has been released (mmap_read_unlock(), unless flags had both
1410  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1411  *     which case mmap_lock is still held.
1412  *
1413  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return 1
1414  * with the page locked and the mmap_lock unperturbed.
1415  */
1416 int __lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
1417                          unsigned int flags)
1418 {
1419         if (fault_flag_allow_retry_first(flags)) {
1420                 /*
1421                  * CAUTION! In this case, mmap_lock is not released
1422                  * even though return 0.
1423                  */
1424                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1425                         return 0;
1426
1427                 mmap_read_unlock(mm);
1428                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1429                         wait_on_page_locked_killable(page);
1430                 else
1431                         wait_on_page_locked(page);
1432                 return 0;
1433         } else {
1434                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1435                         int ret;
1436
1437                         ret = __lock_page_killable(page);
1438                         if (ret) {
1439                                 mmap_read_unlock(mm);
1440                                 return 0;
1441                         }
1442                 } else
1443                         __lock_page(page);
1444                 return 1;
1445         }
1446 }
1447
1448 /**
1449  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1450  * @mapping: Mapping.
1451  * @index: Index.
1452  * @max_scan: Maximum range to search.
1453  *
1454  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1455  * gap with the lowest index.
1456  *
1457  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1458  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1459  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1460  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1461  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1462  *
1463  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1464  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1465  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1466  */
1467 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1468                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1469 {
1470         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1471
1472         while (max_scan--) {
1473                 void *entry = xas_next(&xas);
1474                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1475                         break;
1476                 if (xas.xa_index == 0)
1477                         break;
1478         }
1479
1480         return xas.xa_index;
1481 }
1482 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1483
1484 /**
1485  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1486  * @mapping: Mapping.
1487  * @index: Index.
1488  * @max_scan: Maximum range to search.
1489  *
1490  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1491  * gap with the highest index.
1492  *
1493  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1494  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1495  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1496  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1497  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1498  *
1499  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1500  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1501  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1502  */
1503 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1504                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1505 {
1506         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1507
1508         while (max_scan--) {
1509                 void *entry = xas_prev(&xas);
1510                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1511                         break;
1512                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1513                         break;
1514         }
1515
1516         return xas.xa_index;
1517 }
1518 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1519
1520 /**
1521  * find_get_entry - find and get a page cache entry
1522  * @mapping: the address_space to search
1523  * @offset: the page cache index
1524  *
1525  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
1526  * page cache page, it is returned with an increased refcount.
1527  *
1528  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1529  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1530  *
1531  * Return: the found page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1532  */
1533 struct page *find_get_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t offset)
1534 {
1535         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
1536         struct page *page;
1537
1538         rcu_read_lock();
1539 repeat:
1540         xas_reset(&xas);
1541         page = xas_load(&xas);
1542         if (xas_retry(&xas, page))
1543                 goto repeat;
1544         /*
1545          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1546          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1547          */
1548         if (!page || xa_is_value(page))
1549                 goto out;
1550
1551         if (!page_cache_get_speculative(page))
1552                 goto repeat;
1553
1554         /*
1555          * Has the page moved or been split?
1556          * This is part of the lockless pagecache protocol. See
1557          * include/linux/pagemap.h for details.
1558          */
1559         if (unlikely(page != xas_reload(&xas))) {
1560                 put_page(page);
1561                 goto repeat;
1562         }
1563         page = find_subpage(page, offset);
1564 out:
1565         rcu_read_unlock();
1566
1567         return page;
1568 }
1569
1570 /**
1571  * find_lock_entry - locate, pin and lock a page cache entry
1572  * @mapping: the address_space to search
1573  * @offset: the page cache index
1574  *
1575  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
1576  * page cache page, it is returned locked and with an increased
1577  * refcount.
1578  *
1579  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1580  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1581  *
1582  * find_lock_entry() may sleep.
1583  *
1584  * Return: the found page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1585  */
1586 struct page *find_lock_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t offset)
1587 {
1588         struct page *page;
1589
1590 repeat:
1591         page = find_get_entry(mapping, offset);
1592         if (page && !xa_is_value(page)) {
1593                 lock_page(page);
1594                 /* Has the page been truncated? */
1595                 if (unlikely(page_mapping(page) != mapping)) {
1596                         unlock_page(page);
1597                         put_page(page);
1598                         goto repeat;
1599                 }
1600                 VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
1601         }
1602         return page;
1603 }
1604 EXPORT_SYMBOL(find_lock_entry);
1605
1606 /**
1607  * pagecache_get_page - Find and get a reference to a page.
1608  * @mapping: The address_space to search.
1609  * @index: The page index.
1610  * @fgp_flags: %FGP flags modify how the page is returned.
1611  * @gfp_mask: Memory allocation flags to use if %FGP_CREAT is specified.
1612  *
1613  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.
1614  *
1615  * @fgp_flags can be zero or more of these flags:
1616  *
1617  * * %FGP_ACCESSED - The page will be marked accessed.
1618  * * %FGP_LOCK - The page is returned locked.
1619  * * %FGP_CREAT - If no page is present then a new page is allocated using
1620  *   @gfp_mask and added to the page cache and the VM's LRU list.
1621  *   The page is returned locked and with an increased refcount.
1622  * * %FGP_FOR_MMAP - The caller wants to do its own locking dance if the
1623  *   page is already in cache.  If the page was allocated, unlock it before
1624  *   returning so the caller can do the same dance.
1625  *
1626  * If %FGP_LOCK or %FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1627  * if the %GFP flags specified for %FGP_CREAT are atomic.
1628  *
1629  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1630  *
1631  * Return: The found page or %NULL otherwise.
1632  */
1633 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1634                 int fgp_flags, gfp_t gfp_mask)
1635 {
1636         struct page *page;
1637
1638 repeat:
1639         page = find_get_entry(mapping, index);
1640         if (xa_is_value(page))
1641                 page = NULL;
1642         if (!page)
1643                 goto no_page;
1644
1645         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1646                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1647                         if (!trylock_page(page)) {
1648                                 put_page(page);
1649                                 return NULL;
1650                         }
1651                 } else {
1652                         lock_page(page);
1653                 }
1654
1655                 /* Has the page been truncated? */
1656                 if (unlikely(compound_head(page)->mapping != mapping)) {
1657                         unlock_page(page);
1658                         put_page(page);
1659                         goto repeat;
1660                 }
1661                 VM_BUG_ON_PAGE(page->index != index, page);
1662         }
1663
1664         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1665                 mark_page_accessed(page);
1666
1667 no_page:
1668         if (!page && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1669                 int err;
1670                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_cap_account_dirty(mapping))
1671                         gfp_mask |= __GFP_WRITE;
1672                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1673                         gfp_mask &= ~__GFP_FS;
1674
1675                 page = __page_cache_alloc(gfp_mask);
1676                 if (!page)
1677                         return NULL;
1678
1679                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1680                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1681
1682                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
1683                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1684                         __SetPageReferenced(page);
1685
1686                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp_mask);
1687                 if (unlikely(err)) {
1688                         put_page(page);
1689                         page = NULL;
1690                         if (err == -EEXIST)
1691                                 goto repeat;
1692                 }
1693
1694                 /*
1695                  * add_to_page_cache_lru locks the page, and for mmap we expect
1696                  * an unlocked page.
1697                  */
1698                 if (page && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
1699                         unlock_page(page);
1700         }
1701
1702         return page;
1703 }
1704 EXPORT_SYMBOL(pagecache_get_page);
1705
1706 /**
1707  * find_get_entries - gang pagecache lookup
1708  * @mapping:    The address_space to search
1709  * @start:      The starting page cache index
1710  * @nr_entries: The maximum number of entries
1711  * @entries:    Where the resulting entries are placed
1712  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
1713  *
1714  * find_get_entries() will search for and return a group of up to
1715  * @nr_entries entries in the mapping.  The entries are placed at
1716  * @entries.  find_get_entries() takes a reference against any actual
1717  * pages it returns.
1718  *
1719  * The search returns a group of mapping-contiguous page cache entries
1720  * with ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
1721  * not-present pages.
1722  *
1723  * Any shadow entries of evicted pages, or swap entries from
1724  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
1725  *
1726  * If it finds a Transparent Huge Page, head or tail, find_get_entries()
1727  * stops at that page: the caller is likely to have a better way to handle
1728  * the compound page as a whole, and then skip its extent, than repeatedly
1729  * calling find_get_entries() to return all its tails.
1730  *
1731  * Return: the number of pages and shadow entries which were found.
1732  */
1733 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping,
1734                           pgoff_t start, unsigned int nr_entries,
1735                           struct page **entries, pgoff_t *indices)
1736 {
1737         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
1738         struct page *page;
1739         unsigned int ret = 0;
1740
1741         if (!nr_entries)
1742                 return 0;
1743
1744         rcu_read_lock();
1745         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
1746                 if (xas_retry(&xas, page))
1747                         continue;
1748                 /*
1749                  * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
1750                  * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
1751                  * without attempting to raise page count.
1752                  */
1753                 if (xa_is_value(page))
1754                         goto export;
1755
1756                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1757                         goto retry;
1758
1759                 /* Has the page moved or been split? */
1760                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1761                         goto put_page;
1762
1763                 /*
1764                  * Terminate early on finding a THP, to allow the caller to
1765                  * handle it all at once; but continue if this is hugetlbfs.
1766                  */
1767                 if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page)) {
1768                         page = find_subpage(page, xas.xa_index);
1769                         nr_entries = ret + 1;
1770                 }
1771 export:
1772                 indices[ret] = xas.xa_index;
1773                 entries[ret] = page;
1774                 if (++ret == nr_entries)
1775                         break;
1776                 continue;
1777 put_page:
1778                 put_page(page);
1779 retry:
1780                 xas_reset(&xas);
1781         }
1782         rcu_read_unlock();
1783         return ret;
1784 }
1785
1786 /**
1787  * find_get_pages_range - gang pagecache lookup
1788  * @mapping:    The address_space to search
1789  * @start:      The starting page index
1790  * @end:        The final page index (inclusive)
1791  * @nr_pages:   The maximum number of pages
1792  * @pages:      Where the resulting pages are placed
1793  *
1794  * find_get_pages_range() will search for and return a group of up to @nr_pages
1795  * pages in the mapping starting at index @start and up to index @end
1796  * (inclusive).  The pages are placed at @pages.  find_get_pages_range() takes
1797  * a reference against the returned pages.
1798  *
1799  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
1800  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
1801  * We also update @start to index the next page for the traversal.
1802  *
1803  * Return: the number of pages which were found. If this number is
1804  * smaller than @nr_pages, the end of specified range has been
1805  * reached.
1806  */
1807 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
1808                               pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
1809                               struct page **pages)
1810 {
1811         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
1812         struct page *page;
1813         unsigned ret = 0;
1814
1815         if (unlikely(!nr_pages))
1816                 return 0;
1817
1818         rcu_read_lock();
1819         xas_for_each(&xas, page, end) {
1820                 if (xas_retry(&xas, page))
1821                         continue;
1822                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
1823                 if (xa_is_value(page))
1824                         continue;
1825
1826                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1827                         goto retry;
1828
1829                 /* Has the page moved or been split? */
1830                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1831                         goto put_page;
1832
1833                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
1834                 if (++ret == nr_pages) {
1835                         *start = xas.xa_index + 1;
1836                         goto out;
1837                 }
1838                 continue;
1839 put_page:
1840                 put_page(page);
1841 retry:
1842                 xas_reset(&xas);
1843         }
1844
1845         /*
1846          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
1847          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
1848          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
1849          * already broken anyway.
1850          */
1851         if (end == (pgoff_t)-1)
1852                 *start = (pgoff_t)-1;
1853         else
1854                 *start = end + 1;
1855 out:
1856         rcu_read_unlock();
1857
1858         return ret;
1859 }
1860
1861 /**
1862  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
1863  * @mapping:    The address_space to search
1864  * @index:      The starting page index
1865  * @nr_pages:   The maximum number of pages
1866  * @pages:      Where the resulting pages are placed
1867  *
1868  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages(), except
1869  * that the returned number of pages are guaranteed to be contiguous.
1870  *
1871  * Return: the number of pages which were found.
1872  */
1873 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1874                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
1875 {
1876         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1877         struct page *page;
1878         unsigned int ret = 0;
1879
1880         if (unlikely(!nr_pages))
1881                 return 0;
1882
1883         rcu_read_lock();
1884         for (page = xas_load(&xas); page; page = xas_next(&xas)) {
1885                 if (xas_retry(&xas, page))
1886                         continue;
1887                 /*
1888                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
1889                  * No current caller is looking for DAX entries.
1890                  */
1891                 if (xa_is_value(page))
1892                         break;
1893
1894                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1895                         goto retry;
1896
1897                 /* Has the page moved or been split? */
1898                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1899                         goto put_page;
1900
1901                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
1902                 if (++ret == nr_pages)
1903                         break;
1904                 continue;
1905 put_page:
1906                 put_page(page);
1907 retry:
1908                 xas_reset(&xas);
1909         }
1910         rcu_read_unlock();
1911         return ret;
1912 }
1913 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
1914
1915 /**
1916  * find_get_pages_range_tag - find and return pages in given range matching @tag
1917  * @mapping:    the address_space to search
1918  * @index:      the starting page index
1919  * @end:        The final page index (inclusive)
1920  * @tag:        the tag index
1921  * @nr_pages:   the maximum number of pages
1922  * @pages:      where the resulting pages are placed
1923  *
1924  * Like find_get_pages, except we only return pages which are tagged with
1925  * @tag.   We update @index to index the next page for the traversal.
1926  *
1927  * Return: the number of pages which were found.
1928  */
1929 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
1930                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
1931                         struct page **pages)
1932 {
1933         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
1934         struct page *page;
1935         unsigned ret = 0;
1936
1937         if (unlikely(!nr_pages))
1938                 return 0;
1939
1940         rcu_read_lock();
1941         xas_for_each_marked(&xas, page, end, tag) {
1942                 if (xas_retry(&xas, page))
1943                         continue;
1944                 /*
1945                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
1946                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
1947                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
1948                  */
1949                 if (xa_is_value(page))
1950                         continue;
1951
1952                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1953                         goto retry;
1954
1955                 /* Has the page moved or been split? */
1956                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1957                         goto put_page;
1958
1959                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
1960                 if (++ret == nr_pages) {
1961                         *index = xas.xa_index + 1;
1962                         goto out;
1963                 }
1964                 continue;
1965 put_page:
1966                 put_page(page);
1967 retry:
1968                 xas_reset(&xas);
1969         }
1970
1971         /*
1972          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
1973          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
1974          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
1975          * broken anyway.
1976          */
1977         if (end == (pgoff_t)-1)
1978                 *index = (pgoff_t)-1;
1979         else
1980                 *index = end + 1;
1981 out:
1982         rcu_read_unlock();
1983
1984         return ret;
1985 }
1986 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
1987
1988 /*
1989  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
1990  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
1991  *
1992  *      ---R__________________________________________B__________
1993  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
1994  *
1995  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
1996  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
1997  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
1998  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
1999  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2000  *
2001  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2002  */
2003 static void shrink_readahead_size_eio(struct file_ra_state *ra)
2004 {
2005         ra->ra_pages /= 4;
2006 }
2007
2008 /**
2009  * generic_file_buffered_read - generic file read routine
2010  * @iocb:       the iocb to read
2011  * @iter:       data destination
2012  * @written:    already copied
2013  *
2014  * This is a generic file read routine, and uses the
2015  * mapping->a_ops->readpage() function for the actual low-level stuff.
2016  *
2017  * This is really ugly. But the goto's actually try to clarify some
2018  * of the logic when it comes to error handling etc.
2019  *
2020  * Return:
2021  * * total number of bytes copied, including those the were already @written
2022  * * negative error code if nothing was copied
2023  */
2024 ssize_t generic_file_buffered_read(struct kiocb *iocb,
2025                 struct iov_iter *iter, ssize_t written)
2026 {
2027         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2028         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2029         struct inode *inode = mapping->host;
2030         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2031         loff_t *ppos = &iocb->ki_pos;
2032         pgoff_t index;
2033         pgoff_t last_index;
2034         pgoff_t prev_index;
2035         unsigned long offset;      /* offset into pagecache page */
2036         unsigned int prev_offset;
2037         int error = 0;
2038
2039         if (unlikely(*ppos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2040                 return 0;
2041         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2042
2043         index = *ppos >> PAGE_SHIFT;
2044         prev_index = ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT;
2045         prev_offset = ra->prev_pos & (PAGE_SIZE-1);
2046         last_index = (*ppos + iter->count + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
2047         offset = *ppos & ~PAGE_MASK;
2048
2049         for (;;) {
2050                 struct page *page;
2051                 pgoff_t end_index;
2052                 loff_t isize;
2053                 unsigned long nr, ret;
2054
2055                 cond_resched();
2056 find_page:
2057                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2058                         error = -EINTR;
2059                         goto out;
2060                 }
2061
2062                 page = find_get_page(mapping, index);
2063                 if (!page) {
2064                         if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_NOIO))
2065                                 goto would_block;
2066                         page_cache_sync_readahead(mapping,
2067                                         ra, filp,
2068                                         index, last_index - index);
2069                         page = find_get_page(mapping, index);
2070                         if (unlikely(page == NULL))
2071                                 goto no_cached_page;
2072                 }
2073                 if (PageReadahead(page)) {
2074                         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO) {
2075                                 put_page(page);
2076                                 goto out;
2077                         }
2078                         page_cache_async_readahead(mapping,
2079                                         ra, filp, page,
2080                                         index, last_index - index);
2081                 }
2082                 if (!PageUptodate(page)) {
2083                         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2084                                 put_page(page);
2085                                 goto would_block;
2086                         }
2087
2088                         /*
2089                          * See comment in do_read_cache_page on why
2090                          * wait_on_page_locked is used to avoid unnecessarily
2091                          * serialisations and why it's safe.
2092                          */
2093                         error = wait_on_page_locked_killable(page);
2094                         if (unlikely(error))
2095                                 goto readpage_error;
2096                         if (PageUptodate(page))
2097                                 goto page_ok;
2098
2099                         if (inode->i_blkbits == PAGE_SHIFT ||
2100                                         !mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2101                                 goto page_not_up_to_date;
2102                         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2103                         if (unlikely(iov_iter_is_pipe(iter)))
2104                                 goto page_not_up_to_date;
2105                         if (!trylock_page(page))
2106                                 goto page_not_up_to_date;
2107                         /* Did it get truncated before we got the lock? */
2108                         if (!page->mapping)
2109                                 goto page_not_up_to_date_locked;
2110                         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate(page,
2111                                                         offset, iter->count))
2112                                 goto page_not_up_to_date_locked;
2113                         unlock_page(page);
2114                 }
2115 page_ok:
2116                 /*
2117                  * i_size must be checked after we know the page is Uptodate.
2118                  *
2119                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2120                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2121                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2122                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2123                  */
2124
2125                 isize = i_size_read(inode);
2126                 end_index = (isize - 1) >> PAGE_SHIFT;
2127                 if (unlikely(!isize || index > end_index)) {
2128                         put_page(page);
2129                         goto out;
2130                 }
2131
2132                 /* nr is the maximum number of bytes to copy from this page */
2133                 nr = PAGE_SIZE;
2134                 if (index == end_index) {
2135                         nr = ((isize - 1) & ~PAGE_MASK) + 1;
2136                         if (nr <= offset) {
2137                                 put_page(page);
2138                                 goto out;
2139                         }
2140                 }
2141                 nr = nr - offset;
2142
2143                 /* If users can be writing to this page using arbitrary
2144                  * virtual addresses, take care about potential aliasing
2145                  * before reading the page on the kernel side.
2146                  */
2147                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
2148                         flush_dcache_page(page);
2149
2150                 /*
2151                  * When a sequential read accesses a page several times,
2152                  * only mark it as accessed the first time.
2153                  */
2154                 if (prev_index != index || offset != prev_offset)
2155                         mark_page_accessed(page);
2156                 prev_index = index;
2157
2158                 /*
2159                  * Ok, we have the page, and it's up-to-date, so
2160                  * now we can copy it to user space...
2161                  */
2162
2163                 ret = copy_page_to_iter(page, offset, nr, iter);
2164                 offset += ret;
2165                 index += offset >> PAGE_SHIFT;
2166                 offset &= ~PAGE_MASK;
2167                 prev_offset = offset;
2168
2169                 put_page(page);
2170                 written += ret;
2171                 if (!iov_iter_count(iter))
2172                         goto out;
2173                 if (ret < nr) {
2174                         error = -EFAULT;
2175                         goto out;
2176                 }
2177                 continue;
2178
2179 page_not_up_to_date:
2180                 /* Get exclusive access to the page ... */
2181                 error = lock_page_killable(page);
2182                 if (unlikely(error))
2183                         goto readpage_error;
2184
2185 page_not_up_to_date_locked:
2186                 /* Did it get truncated before we got the lock? */
2187                 if (!page->mapping) {
2188                         unlock_page(page);
2189                         put_page(page);
2190                         continue;
2191                 }
2192
2193                 /* Did somebody else fill it already? */
2194                 if (PageUptodate(page)) {
2195                         unlock_page(page);
2196                         goto page_ok;
2197                 }
2198
2199 readpage:
2200                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO) {
2201                         unlock_page(page);
2202                         put_page(page);
2203                         goto would_block;
2204                 }
2205                 /*
2206                  * A previous I/O error may have been due to temporary
2207                  * failures, eg. multipath errors.
2208                  * PG_error will be set again if readpage fails.
2209                  */
2210                 ClearPageError(page);
2211                 /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2212                 error = mapping->a_ops->readpage(filp, page);
2213
2214                 if (unlikely(error)) {
2215                         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE) {
2216                                 put_page(page);
2217                                 error = 0;
2218                                 goto find_page;
2219                         }
2220                         goto readpage_error;
2221                 }
2222
2223                 if (!PageUptodate(page)) {
2224                         error = lock_page_killable(page);
2225                         if (unlikely(error))
2226                                 goto readpage_error;
2227                         if (!PageUptodate(page)) {
2228                                 if (page->mapping == NULL) {
2229                                         /*
2230                                          * invalidate_mapping_pages got it
2231                                          */
2232                                         unlock_page(page);
2233                                         put_page(page);
2234                                         goto find_page;
2235                                 }
2236                                 unlock_page(page);
2237                                 shrink_readahead_size_eio(ra);
2238                                 error = -EIO;
2239                                 goto readpage_error;
2240                         }
2241                         unlock_page(page);
2242                 }
2243
2244                 goto page_ok;
2245
2246 readpage_error:
2247                 /* UHHUH! A synchronous read error occurred. Report it */
2248                 put_page(page);
2249                 goto out;
2250
2251 no_cached_page:
2252                 /*
2253                  * Ok, it wasn't cached, so we need to create a new
2254                  * page..
2255                  */
2256                 page = page_cache_alloc(mapping);
2257                 if (!page) {
2258                         error = -ENOMEM;
2259                         goto out;
2260                 }
2261                 error = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index,
2262                                 mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2263                 if (error) {
2264                         put_page(page);
2265                         if (error == -EEXIST) {
2266                                 error = 0;
2267                                 goto find_page;
2268                         }
2269                         goto out;
2270                 }
2271                 goto readpage;
2272         }
2273
2274 would_block:
2275         error = -EAGAIN;
2276 out:
2277         ra->prev_pos = prev_index;
2278         ra->prev_pos <<= PAGE_SHIFT;
2279         ra->prev_pos |= prev_offset;
2280
2281         *ppos = ((loff_t)index << PAGE_SHIFT) + offset;
2282         file_accessed(filp);
2283         return written ? written : error;
2284 }
2285 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_file_buffered_read);
2286
2287 /**
2288  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2289  * @iocb:       kernel I/O control block
2290  * @iter:       destination for the data read
2291  *
2292  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2293  * that can use the page cache directly.
2294  *
2295  * The IOCB_NOWAIT flag in iocb->ki_flags indicates that -EAGAIN shall
2296  * be returned when no data can be read without waiting for I/O requests
2297  * to complete; it doesn't prevent readahead.
2298  *
2299  * The IOCB_NOIO flag in iocb->ki_flags indicates that no new I/O
2300  * requests shall be made for the read or for readahead.  When no data
2301  * can be read, -EAGAIN shall be returned.  When readahead would be
2302  * triggered, a partial, possibly empty read shall be returned.
2303  *
2304  * Return:
2305  * * number of bytes copied, even for partial reads
2306  * * negative error code (or 0 if IOCB_NOIO) if nothing was read
2307  */
2308 ssize_t
2309 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2310 {
2311         size_t count = iov_iter_count(iter);
2312         ssize_t retval = 0;
2313
2314         if (!count)
2315                 goto out; /* skip atime */
2316
2317         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2318                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2319                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2320                 struct inode *inode = mapping->host;
2321                 loff_t size;
2322
2323                 size = i_size_read(inode);
2324                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2325                         if (filemap_range_has_page(mapping, iocb->ki_pos,
2326                                                    iocb->ki_pos + count - 1))
2327                                 return -EAGAIN;
2328                 } else {
2329                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2330                                                 iocb->ki_pos,
2331                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2332                         if (retval < 0)
2333                                 goto out;
2334                 }
2335
2336                 file_accessed(file);
2337
2338                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2339                 if (retval >= 0) {
2340                         iocb->ki_pos += retval;
2341                         count -= retval;
2342                 }
2343                 iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2344
2345                 /*
2346                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2347                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2348                  * we've already read everything we wanted to, or if
2349                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2350                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2351                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2352                  * DAX files, so don't bother trying.
2353                  */
2354                 if (retval < 0 || !count || iocb->ki_pos >= size ||
2355                     IS_DAX(inode))
2356                         goto out;
2357         }
2358
2359         retval = generic_file_buffered_read(iocb, iter, retval);
2360 out:
2361         return retval;
2362 }
2363 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2364
2365 #ifdef CONFIG_MMU
2366 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2367 /*
2368  * lock_page_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_lock
2369  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2370  * @page - the page to lock.
2371  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2372  *
2373  * This works similar to lock_page_or_retry in that it can drop the mmap_lock.
2374  * It differs in that it actually returns the page locked if it returns 1 and 0
2375  * if it couldn't lock the page.  If we did have to drop the mmap_lock then fpin
2376  * will point to the pinned file and needs to be fput()'ed at a later point.
2377  */
2378 static int lock_page_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct page *page,
2379                                      struct file **fpin)
2380 {
2381         if (trylock_page(page))
2382                 return 1;
2383
2384         /*
2385          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2386          * the mmap_lock still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2387          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2388          */
2389         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2390                 return 0;
2391
2392         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2393         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2394                 if (__lock_page_killable(page)) {
2395                         /*
2396                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_lock,
2397                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2398                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2399                          * mmap_lock here and return 0 if we don't have a fpin.
2400                          */
2401                         if (*fpin == NULL)
2402                                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
2403                         return 0;
2404                 }
2405         } else
2406                 __lock_page(page);
2407         return 1;
2408 }
2409
2410
2411 /*
2412  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2413  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2414  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2415  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2416  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2417  */
2418 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2419 {
2420         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2421         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2422         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2423         struct file *fpin = NULL;
2424         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2425
2426         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2427         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2428                 return fpin;
2429         if (!ra->ra_pages)
2430                 return fpin;
2431
2432         if (vmf->vma->vm_flags & VM_SEQ_READ) {
2433                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2434                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, file, offset,
2435                                           ra->ra_pages);
2436                 return fpin;
2437         }
2438
2439         /* Avoid banging the cache line if not needed */
2440         if (ra->mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
2441                 ra->mmap_miss++;
2442
2443         /*
2444          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
2445          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
2446          */
2447         if (ra->mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
2448                 return fpin;
2449
2450         /*
2451          * mmap read-around
2452          */
2453         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2454         ra->start = max_t(long, 0, offset - ra->ra_pages / 2);
2455         ra->size = ra->ra_pages;
2456         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
2457         ra_submit(ra, mapping, file);
2458         return fpin;
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
2463  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
2464  * was pinned if we have to drop the mmap_lock in order to do IO.
2465  */
2466 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
2467                                             struct page *page)
2468 {
2469         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2470         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2471         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2472         struct file *fpin = NULL;
2473         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2474
2475         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2476         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ || !ra->ra_pages)
2477                 return fpin;
2478         if (ra->mmap_miss > 0)
2479                 ra->mmap_miss--;
2480         if (PageReadahead(page)) {
2481                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2482                 page_cache_async_readahead(mapping, ra, file,
2483                                            page, offset, ra->ra_pages);
2484         }
2485         return fpin;
2486 }
2487
2488 /**
2489  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
2490  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
2491  *
2492  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
2493  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
2494  *
2495  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
2496  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
2497  * having a lot of duplicated code.
2498  *
2499  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held on entry.
2500  *
2501  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_lock
2502  * may be dropped before doing I/O or by lock_page_maybe_drop_mmap().
2503  *
2504  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_lock
2505  * has not been released.
2506  *
2507  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
2508  *
2509  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
2510  */
2511 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
2512 {
2513         int error;
2514         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2515         struct file *fpin = NULL;
2516         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2517         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2518         struct inode *inode = mapping->host;
2519         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2520         pgoff_t max_off;
2521         struct page *page;
2522         vm_fault_t ret = 0;
2523
2524         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
2525         if (unlikely(offset >= max_off))
2526                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2527
2528         /*
2529          * Do we have something in the page cache already?
2530          */
2531         page = find_get_page(mapping, offset);
2532         if (likely(page) && !(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED)) {
2533                 /*
2534                  * We found the page, so try async readahead before
2535                  * waiting for the lock.
2536                  */
2537                 fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, page);
2538         } else if (!page) {
2539                 /* No page in the page cache at all */
2540                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
2541                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
2542                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
2543                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
2544 retry_find:
2545                 page = pagecache_get_page(mapping, offset,
2546                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
2547                                           vmf->gfp_mask);
2548                 if (!page) {
2549                         if (fpin)
2550                                 goto out_retry;
2551                         return VM_FAULT_OOM;
2552                 }
2553         }
2554
2555         if (!lock_page_maybe_drop_mmap(vmf, page, &fpin))
2556                 goto out_retry;
2557
2558         /* Did it get truncated? */
2559         if (unlikely(compound_head(page)->mapping != mapping)) {
2560                 unlock_page(page);
2561                 put_page(page);
2562                 goto retry_find;
2563         }
2564         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
2565
2566         /*
2567          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
2568          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
2569          */
2570         if (unlikely(!PageUptodate(page)))
2571                 goto page_not_uptodate;
2572
2573         /*
2574          * We've made it this far and we had to drop our mmap_lock, now is the
2575          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
2576          * redo the fault.
2577          */
2578         if (fpin) {
2579                 unlock_page(page);
2580                 goto out_retry;
2581         }
2582
2583         /*
2584          * Found the page and have a reference on it.
2585          * We must recheck i_size under page lock.
2586          */
2587         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
2588         if (unlikely(offset >= max_off)) {
2589                 unlock_page(page);
2590                 put_page(page);
2591                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2592         }
2593
2594         vmf->page = page;
2595         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
2596
2597 page_not_uptodate:
2598         /*
2599          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
2600          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
2601          * because there really aren't any performance issues here
2602          * and we need to check for errors.
2603          */
2604         ClearPageError(page);
2605         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2606         error = mapping->a_ops->readpage(file, page);
2607         if (!error) {
2608                 wait_on_page_locked(page);
2609                 if (!PageUptodate(page))
2610                         error = -EIO;
2611         }
2612         if (fpin)
2613                 goto out_retry;
2614         put_page(page);
2615
2616         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2617                 goto retry_find;
2618
2619         shrink_readahead_size_eio(ra);
2620         return VM_FAULT_SIGBUS;
2621
2622 out_retry:
2623         /*
2624          * We dropped the mmap_lock, we need to return to the fault handler to
2625          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
2626          * page.
2627          */
2628         if (page)
2629                 put_page(page);
2630         if (fpin)
2631                 fput(fpin);
2632         return ret | VM_FAULT_RETRY;
2633 }
2634 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
2635
2636 void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2637                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
2638 {
2639         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2640         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2641         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
2642         unsigned long max_idx;
2643         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
2644         struct page *page;
2645
2646         rcu_read_lock();
2647         xas_for_each(&xas, page, end_pgoff) {
2648                 if (xas_retry(&xas, page))
2649                         continue;
2650                 if (xa_is_value(page))
2651                         goto next;
2652
2653                 /*
2654                  * Check for a locked page first, as a speculative
2655                  * reference may adversely influence page migration.
2656                  */
2657                 if (PageLocked(page))
2658                         goto next;
2659                 if (!page_cache_get_speculative(page))
2660                         goto next;
2661
2662                 /* Has the page moved or been split? */
2663                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
2664                         goto skip;
2665                 page = find_subpage(page, xas.xa_index);
2666
2667                 if (!PageUptodate(page) ||
2668                                 PageReadahead(page) ||
2669                                 PageHWPoison(page))
2670                         goto skip;
2671                 if (!trylock_page(page))
2672                         goto skip;
2673
2674                 if (page->mapping != mapping || !PageUptodate(page))
2675                         goto unlock;
2676
2677                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
2678                 if (page->index >= max_idx)
2679                         goto unlock;
2680
2681                 if (file->f_ra.mmap_miss > 0)
2682                         file->f_ra.mmap_miss--;
2683
2684                 vmf->address += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
2685                 if (vmf->pte)
2686                         vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
2687                 last_pgoff = xas.xa_index;
2688                 if (alloc_set_pte(vmf, page))
2689                         goto unlock;
2690                 unlock_page(page);
2691                 goto next;
2692 unlock:
2693                 unlock_page(page);
2694 skip:
2695                 put_page(page);
2696 next:
2697                 /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
2698                 if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd))
2699                         break;
2700         }
2701         rcu_read_unlock();
2702 }
2703 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
2704
2705 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2706 {
2707         struct page *page = vmf->page;
2708         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
2709         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
2710
2711         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
2712         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
2713         lock_page(page);
2714         if (page->mapping != inode->i_mapping) {
2715                 unlock_page(page);
2716                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
2717                 goto out;
2718         }
2719         /*
2720          * We mark the page dirty already here so that when freeze is in
2721          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
2722          * see the dirty page and writeprotect it again.
2723          */
2724         set_page_dirty(page);
2725         wait_for_stable_page(page);
2726 out:
2727         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
2728         return ret;
2729 }
2730
2731 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
2732         .fault          = filemap_fault,
2733         .map_pages      = filemap_map_pages,
2734         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
2735 };
2736
2737 /* This is used for a general mmap of a disk file */
2738
2739 int generic_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2740 {
2741         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2742
2743         if (!mapping->a_ops->readpage)
2744                 return -ENOEXEC;
2745         file_accessed(file);
2746         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
2747         return 0;
2748 }
2749
2750 /*
2751  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
2752  */
2753 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2754 {
2755         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
2756                 return -EINVAL;
2757         return generic_file_mmap(file, vma);
2758 }
2759 #else
2760 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2761 {
2762         return VM_FAULT_SIGBUS;
2763 }
2764 int generic_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2765 {
2766         return -ENOSYS;
2767 }
2768 int generic_file_readonly_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2769 {
2770         return -ENOSYS;
2771 }
2772 #endif /* CONFIG_MMU */
2773
2774 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
2775 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
2776 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
2777
2778 static struct page *wait_on_page_read(struct page *page)
2779 {
2780         if (!IS_ERR(page)) {
2781                 wait_on_page_locked(page);
2782                 if (!PageUptodate(page)) {
2783                         put_page(page);
2784                         page = ERR_PTR(-EIO);
2785                 }
2786         }
2787         return page;
2788 }
2789
2790 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
2791                                 pgoff_t index,
2792                                 int (*filler)(void *, struct page *),
2793                                 void *data,
2794                                 gfp_t gfp)
2795 {
2796         struct page *page;
2797         int err;
2798 repeat:
2799         page = find_get_page(mapping, index);
2800         if (!page) {
2801                 page = __page_cache_alloc(gfp);
2802                 if (!page)
2803                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2804                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp);
2805                 if (unlikely(err)) {
2806                         put_page(page);
2807                         if (err == -EEXIST)
2808                                 goto repeat;
2809                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
2810                         return ERR_PTR(err);
2811                 }
2812
2813 filler:
2814                 if (filler)
2815                         err = filler(data, page);
2816                 else
2817                         err = mapping->a_ops->readpage(data, page);
2818
2819                 if (err < 0) {
2820                         put_page(page);
2821                         return ERR_PTR(err);
2822                 }
2823
2824                 page = wait_on_page_read(page);
2825                 if (IS_ERR(page))
2826                         return page;
2827                 goto out;
2828         }
2829         if (PageUptodate(page))
2830                 goto out;
2831
2832         /*
2833          * Page is not up to date and may be locked due one of the following
2834          * case a: Page is being filled and the page lock is held
2835          * case b: Read/write error clearing the page uptodate status
2836          * case c: Truncation in progress (page locked)
2837          * case d: Reclaim in progress
2838          *
2839          * Case a, the page will be up to date when the page is unlocked.
2840          *    There is no need to serialise on the page lock here as the page
2841          *    is pinned so the lock gives no additional protection. Even if the
2842          *    the page is truncated, the data is still valid if PageUptodate as
2843          *    it's a race vs truncate race.
2844          * Case b, the page will not be up to date
2845          * Case c, the page may be truncated but in itself, the data may still
2846          *    be valid after IO completes as it's a read vs truncate race. The
2847          *    operation must restart if the page is not uptodate on unlock but
2848          *    otherwise serialising on page lock to stabilise the mapping gives
2849          *    no additional guarantees to the caller as the page lock is
2850          *    released before return.
2851          * Case d, similar to truncation. If reclaim holds the page lock, it
2852          *    will be a race with remove_mapping that determines if the mapping
2853          *    is valid on unlock but otherwise the data is valid and there is
2854          *    no need to serialise with page lock.
2855          *
2856          * As the page lock gives no additional guarantee, we optimistically
2857          * wait on the page to be unlocked and check if it's up to date and
2858          * use the page if it is. Otherwise, the page lock is required to
2859          * distinguish between the different cases. The motivation is that we
2860          * avoid spurious serialisations and wakeups when multiple processes
2861          * wait on the same page for IO to complete.
2862          */
2863         wait_on_page_locked(page);
2864         if (PageUptodate(page))
2865                 goto out;
2866
2867         /* Distinguish between all the cases under the safety of the lock */
2868         lock_page(page);
2869
2870         /* Case c or d, restart the operation */
2871         if (!page->mapping) {
2872                 unlock_page(page);
2873                 put_page(page);
2874                 goto repeat;
2875         }
2876
2877         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
2878         if (PageUptodate(page)) {
2879                 unlock_page(page);
2880                 goto out;
2881         }
2882
2883         /*
2884          * A previous I/O error may have been due to temporary
2885          * failures.
2886          * Clear page error before actual read, PG_error will be
2887          * set again if read page fails.
2888          */
2889         ClearPageError(page);
2890         goto filler;
2891
2892 out:
2893         mark_page_accessed(page);
2894         return page;
2895 }
2896
2897 /**
2898  * read_cache_page - read into page cache, fill it if needed
2899  * @mapping:    the page's address_space
2900  * @index:      the page index
2901  * @filler:     function to perform the read
2902  * @data:       first arg to filler(data, page) function, often left as NULL
2903  *
2904  * Read into the page cache. If a page already exists, and PageUptodate() is
2905  * not set, try to fill the page and wait for it to become unlocked.
2906  *
2907  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
2908  *
2909  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
2910  */
2911 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
2912                                 pgoff_t index,
2913                                 int (*filler)(void *, struct page *),
2914                                 void *data)
2915 {
2916         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, data,
2917                         mapping_gfp_mask(mapping));
2918 }
2919 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
2920
2921 /**
2922  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
2923  * @mapping:    the page's address_space
2924  * @index:      the page index
2925  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
2926  *
2927  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
2928  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
2929  *
2930  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
2931  *
2932  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
2933  */
2934 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
2935                                 pgoff_t index,
2936                                 gfp_t gfp)
2937 {
2938         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
2939 }
2940 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
2941
2942 /*
2943  * Don't operate on ranges the page cache doesn't support, and don't exceed the
2944  * LFS limits.  If pos is under the limit it becomes a short access.  If it
2945  * exceeds the limit we return -EFBIG.
2946  */
2947 static int generic_write_check_limits(struct file *file, loff_t pos,
2948                                       loff_t *count)
2949 {
2950         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
2951         loff_t max_size = inode->i_sb->s_maxbytes;
2952         loff_t limit = rlimit(RLIMIT_FSIZE);
2953
2954         if (limit != RLIM_INFINITY) {
2955                 if (pos >= limit) {
2956                         send_sig(SIGXFSZ, current, 0);
2957                         return -EFBIG;
2958                 }
2959                 *count = min(*count, limit - pos);
2960         }
2961
2962         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE))
2963                 max_size = MAX_NON_LFS;
2964
2965         if (unlikely(pos >= max_size))
2966                 return -EFBIG;
2967
2968         *count = min(*count, max_size - pos);
2969
2970         return 0;
2971 }
2972
2973 /*
2974  * Performs necessary checks before doing a write
2975  *
2976  * Can adjust writing position or amount of bytes to write.
2977  * Returns appropriate error code that caller should return or
2978  * zero in case that write should be allowed.
2979  */
2980 inline ssize_t generic_write_checks(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
2981 {
2982         struct file *file = iocb->ki_filp;
2983         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
2984         loff_t count;
2985         int ret;
2986
2987         if (IS_SWAPFILE(inode))
2988                 return -ETXTBSY;
2989
2990         if (!iov_iter_count(from))
2991                 return 0;
2992
2993         /* FIXME: this is for backwards compatibility with 2.4 */
2994         if (iocb->ki_flags & IOCB_APPEND)
2995                 iocb->ki_pos = i_size_read(inode);
2996
2997         if ((iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) && !(iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT))
2998                 return -EINVAL;
2999
3000         count = iov_iter_count(from);
3001         ret = generic_write_check_limits(file, iocb->ki_pos, &count);
3002         if (ret)
3003                 return ret;
3004
3005         iov_iter_truncate(from, count);
3006         return iov_iter_count(from);
3007 }
3008 EXPORT_SYMBOL(generic_write_checks);
3009
3010 /*
3011  * Performs necessary checks before doing a clone.
3012  *
3013  * Can adjust amount of bytes to clone via @req_count argument.
3014  * Returns appropriate error code that caller should return or
3015  * zero in case the clone should be allowed.
3016  */
3017 int generic_remap_checks(struct file *file_in, loff_t pos_in,
3018                          struct file *file_out, loff_t pos_out,
3019                          loff_t *req_count, unsigned int remap_flags)
3020 {
3021         struct inode *inode_in = file_in->f_mapping->host;
3022         struct inode *inode_out = file_out->f_mapping->host;
3023         uint64_t count = *req_count;
3024         uint64_t bcount;
3025         loff_t size_in, size_out;
3026         loff_t bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
3027         int ret;
3028
3029         /* The start of both ranges must be aligned to an fs block. */
3030         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out, bs))
3031                 return -EINVAL;
3032
3033         /* Ensure offsets don't wrap. */
3034         if (pos_in + count < pos_in || pos_out + count < pos_out)
3035                 return -EINVAL;
3036
3037         size_in = i_size_read(inode_in);
3038         size_out = i_size_read(inode_out);
3039
3040         /* Dedupe requires both ranges to be within EOF. */
3041         if ((remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP) &&
3042             (pos_in >= size_in || pos_in + count > size_in ||
3043              pos_out >= size_out || pos_out + count > size_out))
3044                 return -EINVAL;
3045
3046         /* Ensure the infile range is within the infile. */
3047         if (pos_in >= size_in)
3048                 return -EINVAL;
3049         count = min(count, size_in - (uint64_t)pos_in);
3050
3051         ret = generic_write_check_limits(file_out, pos_out, &count);
3052         if (ret)
3053                 return ret;
3054
3055         /*
3056          * If the user wanted us to link to the infile's EOF, round up to the
3057          * next block boundary for this check.
3058          *
3059          * Otherwise, make sure the count is also block-aligned, having
3060          * already confirmed the starting offsets' block alignment.
3061          */
3062         if (pos_in + count == size_in) {
3063                 bcount = ALIGN(size_in, bs) - pos_in;
3064         } else {
3065                 if (!IS_ALIGNED(count, bs))
3066                         count = ALIGN_DOWN(count, bs);
3067                 bcount = count;
3068         }
3069
3070         /* Don't allow overlapped cloning within the same file. */
3071         if (inode_in == inode_out &&
3072             pos_out + bcount > pos_in &&
3073             pos_out < pos_in + bcount)
3074                 return -EINVAL;
3075
3076         /*
3077          * We shortened the request but the caller can't deal with that, so
3078          * bounce the request back to userspace.
3079          */
3080         if (*req_count != count && !(remap_flags & REMAP_FILE_CAN_SHORTEN))
3081                 return -EINVAL;
3082
3083         *req_count = count;
3084         return 0;
3085 }
3086
3087
3088 /*
3089  * Performs common checks before doing a file copy/clone
3090  * from @file_in to @file_out.
3091  */
3092 int generic_file_rw_checks(struct file *file_in, struct file *file_out)
3093 {
3094         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
3095         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
3096
3097         /* Don't copy dirs, pipes, sockets... */
3098         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
3099                 return -EISDIR;
3100         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
3101                 return -EINVAL;
3102
3103         if (!(file_in->f_mode & FMODE_READ) ||
3104             !(file_out->f_mode & FMODE_WRITE) ||
3105             (file_out->f_flags & O_APPEND))
3106                 return -EBADF;
3107
3108         return 0;
3109 }
3110
3111 /*
3112  * Performs necessary checks before doing a file copy
3113  *
3114  * Can adjust amount of bytes to copy via @req_count argument.
3115  * Returns appropriate error code that caller should return or
3116  * zero in case the copy should be allowed.
3117  */
3118 int generic_copy_file_checks(struct file *file_in, loff_t pos_in,
3119                              struct file *file_out, loff_t pos_out,
3120                              size_t *req_count, unsigned int flags)
3121 {
3122         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
3123         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
3124         uint64_t count = *req_count;
3125         loff_t size_in;
3126         int ret;
3127
3128         ret = generic_file_rw_checks(file_in, file_out);
3129         if (ret)
3130                 return ret;
3131
3132         /* Don't touch certain kinds of inodes */
3133         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
3134                 return -EPERM;
3135
3136         if (IS_SWAPFILE(inode_in) || IS_SWAPFILE(inode_out))
3137                 return -ETXTBSY;
3138
3139         /* Ensure offsets don't wrap. */
3140         if (pos_in + count < pos_in || pos_out + count < pos_out)
3141                 return -EOVERFLOW;
3142
3143         /* Shorten the copy to EOF */
3144         size_in = i_size_read(inode_in);
3145         if (pos_in >= size_in)
3146                 count = 0;
3147         else
3148                 count = min(count, size_in - (uint64_t)pos_in);
3149
3150         ret = generic_write_check_limits(file_out, pos_out, &count);
3151         if (ret)
3152                 return ret;
3153
3154         /* Don't allow overlapped copying within the same file. */
3155         if (inode_in == inode_out &&
3156             pos_out + count > pos_in &&
3157             pos_out < pos_in + count)
3158                 return -EINVAL;
3159
3160         *req_count = count;
3161         return 0;
3162 }
3163
3164 int pagecache_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
3165                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
3166                                 struct page **pagep, void **fsdata)
3167 {
3168         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3169
3170         return aops->write_begin(file, mapping, pos, len, flags,
3171                                                         pagep, fsdata);
3172 }
3173 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_begin);
3174
3175 int pagecache_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
3176                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
3177                                 struct page *page, void *fsdata)
3178 {
3179         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3180
3181         return aops->write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
3182 }
3183 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_end);
3184
3185 /*
3186  * Warn about a page cache invalidation failure during a direct I/O write.
3187  */
3188 void dio_warn_stale_pagecache(struct file *filp)
3189 {
3190         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, 86400 * HZ, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3191         char pathname[128];
3192         struct inode *inode = file_inode(filp);
3193         char *path;
3194
3195         errseq_set(&inode->i_mapping->wb_err, -EIO);
3196         if (__ratelimit(&_rs)) {
3197                 path = file_path(filp, pathname, sizeof(pathname));
3198                 if (IS_ERR(path))
3199                         path = "(unknown)";
3200                 pr_crit("Page cache invalidation failure on direct I/O.  Possible data corruption due to collision with buffered I/O!\n");
3201                 pr_crit("File: %s PID: %d Comm: %.20s\n", path, current->pid,
3202                         current->comm);
3203         }
3204 }
3205
3206 ssize_t
3207 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3208 {
3209         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3210         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3211         struct inode    *inode = mapping->host;
3212         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3213         ssize_t         written;
3214         size_t          write_len;
3215         pgoff_t         end;
3216
3217         write_len = iov_iter_count(from);
3218         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3219
3220         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3221                 /* If there are pages to writeback, return */
3222                 if (filemap_range_has_page(inode->i_mapping, pos,
3223                                            pos + write_len - 1))
3224                         return -EAGAIN;
3225         } else {
3226                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3227                                                         pos + write_len - 1);
3228                 if (written)
3229                         goto out;
3230         }
3231
3232         /*
3233          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3234          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3235          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3236          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3237          */
3238         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3239                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3240         /*
3241          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3242          * to buffered write.
3243          */
3244         if (written) {
3245                 if (written == -EBUSY)
3246                         return 0;
3247                 goto out;
3248         }
3249
3250         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3251
3252         /*
3253          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3254          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3255          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3256          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3257          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3258          * fails, tough, the write still worked...
3259          *
3260          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3261          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3262          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3263          * them by removing it completely.
3264          *
3265          * Noticeable example is a blkdev_direct_IO().
3266          *
3267          * Skip invalidation for async writes or if mapping has no pages.
3268          */
3269         if (written > 0 && mapping->nrpages &&
3270             invalidate_inode_pages2_range(mapping, pos >> PAGE_SHIFT, end))
3271                 dio_warn_stale_pagecache(file);
3272
3273         if (written > 0) {
3274                 pos += written;
3275                 write_len -= written;
3276                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3277                         i_size_write(inode, pos);
3278                         mark_inode_dirty(inode);
3279                 }
3280                 iocb->ki_pos = pos;
3281         }
3282         iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3283 out:
3284         return written;
3285 }
3286 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3287
3288 /*
3289  * Find or create a page at the given pagecache position. Return the locked
3290  * page. This function is specifically for buffered writes.
3291  */
3292 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
3293                                         pgoff_t index, unsigned flags)
3294 {
3295         struct page *page;
3296         int fgp_flags = FGP_LOCK|FGP_WRITE|FGP_CREAT;
3297
3298         if (flags & AOP_FLAG_NOFS)
3299                 fgp_flags |= FGP_NOFS;
3300
3301         page = pagecache_get_page(mapping, index, fgp_flags,
3302                         mapping_gfp_mask(mapping));
3303         if (page)
3304                 wait_for_stable_page(page);
3305
3306         return page;
3307 }
3308 EXPORT_SYMBOL(grab_cache_page_write_begin);
3309
3310 ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
3311                                 struct iov_iter *i, loff_t pos)
3312 {
3313         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3314         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3315         long status = 0;
3316         ssize_t written = 0;
3317         unsigned int flags = 0;
3318
3319         do {
3320                 struct page *page;
3321                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3322                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3323                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3324                 void *fsdata;
3325
3326                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3327                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3328                                                 iov_iter_count(i));
3329
3330 again:
3331                 /*
3332                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3333                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3334                  * same page as we're writing to, without it being marked
3335                  * up-to-date.
3336                  *
3337                  * Not only is this an optimisation, but it is also required
3338                  * to check that the address is actually valid, when atomic
3339                  * usercopies are used, below.
3340                  */
3341                 if (unlikely(iov_iter_fault_in_readable(i, bytes))) {
3342                         status = -EFAULT;
3343                         break;
3344                 }
3345
3346                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3347                         status = -EINTR;
3348                         break;
3349                 }
3350
3351                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
3352                                                 &page, &fsdata);
3353                 if (unlikely(status < 0))
3354                         break;
3355
3356                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3357                         flush_dcache_page(page);
3358
3359                 copied = iov_iter_copy_from_user_atomic(page, i, offset, bytes);
3360                 flush_dcache_page(page);
3361
3362                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3363                                                 page, fsdata);
3364                 if (unlikely(status < 0))
3365                         break;
3366                 copied = status;
3367
3368                 cond_resched();
3369
3370                 iov_iter_advance(i, copied);
3371                 if (unlikely(copied == 0)) {
3372                         /*
3373                          * If we were unable to copy any data at all, we must
3374                          * fall back to a single segment length write.
3375                          *
3376                          * If we didn't fallback here, we could livelock
3377                          * because not all segments in the iov can be copied at
3378                          * once without a pagefault.
3379                          */
3380                         bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3381                                                 iov_iter_single_seg_count(i));
3382                         goto again;
3383                 }
3384                 pos += copied;
3385                 written += copied;
3386
3387                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3388         } while (iov_iter_count(i));
3389
3390         return written ? written : status;
3391 }
3392 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3393
3394 /**
3395  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3396  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3397  * @from:       iov_iter with data to write
3398  *
3399  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3400  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3401  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3402  * do direct IO or a standard buffered write.
3403  *
3404  * It expects i_mutex to be grabbed unless we work on a block device or similar
3405  * object which does not need locking at all.
3406  *
3407  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3408  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3409  * avoid syncing under i_mutex.
3410  *
3411  * Return:
3412  * * number of bytes written, even for truncated writes
3413  * * negative error code if no data has been written at all
3414  */
3415 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3416 {
3417         struct file *file = iocb->ki_filp;
3418         struct address_space * mapping = file->f_mapping;
3419         struct inode    *inode = mapping->host;
3420         ssize_t         written = 0;
3421         ssize_t         err;
3422         ssize_t         status;
3423
3424         /* We can write back this queue in page reclaim */
3425         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3426         err = file_remove_privs(file);
3427         if (err)
3428                 goto out;
3429
3430         err = file_update_time(file);
3431         if (err)
3432                 goto out;
3433
3434         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3435                 loff_t pos, endbyte;
3436
3437                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3438                 /*
3439                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3440                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3441                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3442                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3443                  * page-cache pages correctly).
3444                  */
3445                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3446                         goto out;
3447
3448                 status = generic_perform_write(file, from, pos = iocb->ki_pos);
3449                 /*
3450                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3451                  * then we want to return the number of bytes which were
3452                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3453                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3454                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3455                  */
3456                 if (unlikely(status < 0)) {
3457                         err = status;
3458                         goto out;
3459                 }
3460                 /*
3461                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3462                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3463                  * semantics.
3464                  */
3465                 endbyte = pos + status - 1;
3466                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3467                 if (err == 0) {
3468                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3469                         written += status;
3470                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3471                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3472                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3473                 } else {
3474                         /*
3475                          * We don't know how much we wrote, so just return
3476                          * the number of bytes which were direct-written
3477                          */
3478                 }
3479         } else {
3480                 written = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
3481                 if (likely(written > 0))
3482                         iocb->ki_pos += written;
3483         }
3484 out:
3485         current->backing_dev_info = NULL;
3486         return written ? written : err;
3487 }
3488 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3489
3490 /**
3491  * generic_file_write_iter - write data to a file
3492  * @iocb:       IO state structure
3493  * @from:       iov_iter with data to write
3494  *
3495  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3496  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3497  * and acquires i_mutex as needed.
3498  * Return:
3499  * * negative error code if no data has been written at all of
3500  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3501  * * number of bytes written, even for truncated writes
3502  */
3503 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3504 {
3505         struct file *file = iocb->ki_filp;
3506         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3507         ssize_t ret;
3508
3509         inode_lock(inode);
3510         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3511         if (ret > 0)
3512                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3513         inode_unlock(inode);
3514
3515         if (ret > 0)
3516                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3517         return ret;
3518 }
3519 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3520
3521 /**
3522  * try_to_release_page() - release old fs-specific metadata on a page
3523  *
3524  * @page: the page which the kernel is trying to free
3525  * @gfp_mask: memory allocation flags (and I/O mode)
3526  *
3527  * The address_space is to try to release any data against the page
3528  * (presumably at page->private).
3529  *
3530  * This may also be called if PG_fscache is set on a page, indicating that the
3531  * page is known to the local caching routines.
3532  *
3533  * The @gfp_mask argument specifies whether I/O may be performed to release
3534  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3535  *
3536  * Return: %1 if the release was successful, otherwise return zero.
3537  */
3538 int try_to_release_page(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
3539 {
3540         struct address_space * const mapping = page->mapping;
3541
3542         BUG_ON(!PageLocked(page));
3543         if (PageWriteback(page))
3544                 return 0;
3545
3546         if (mapping && mapping->a_ops->releasepage)
3547                 return mapping->a_ops->releasepage(page, gfp_mask);
3548         return try_to_free_buffers(page);
3549 }
3550
3551 EXPORT_SYMBOL(try_to_release_page);