XEN uses irqdesc::irq_data_common::handler_data to store a per interrupt
[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         struct wait_page_key *key = arg;
1006         struct wait_page_queue *wait_page
1007                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1008
1009         if (wait_page->page != key->page)
1010                return 0;
1011         key->page_match = 1;
1012
1013         if (wait_page->bit_nr != key->bit_nr)
1014                 return 0;
1015
1016         /*
1017          * Stop walking if it's locked.
1018          * Is this safe if put_and_wait_on_page_locked() is in use?
1019          * Yes: the waker must hold a reference to this page, and if PG_locked
1020          * has now already been set by another task, that task must also hold
1021          * a reference to the *same usage* of this page; so there is no need
1022          * to walk on to wake even the put_and_wait_on_page_locked() callers.
1023          */
1024         if (test_bit(key->bit_nr, &key->page->flags))
1025                 return -1;
1026
1027         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, key);
1028 }
1029
1030 static void wake_up_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1031 {
1032         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1033         struct wait_page_key key;
1034         unsigned long flags;
1035         wait_queue_entry_t bookmark;
1036
1037         key.page = page;
1038         key.bit_nr = bit_nr;
1039         key.page_match = 0;
1040
1041         bookmark.flags = 0;
1042         bookmark.private = NULL;
1043         bookmark.func = NULL;
1044         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1045
1046         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1047         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1048
1049         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1050                 /*
1051                  * Take a breather from holding the lock,
1052                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1053                  * to acquire the lock and remove themselves
1054                  * from wait queue
1055                  */
1056                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1057                 cpu_relax();
1058                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1059                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1060         }
1061
1062         /*
1063          * It is possible for other pages to have collided on the waitqueue
1064          * hash, so in that case check for a page match. That prevents a long-
1065          * term waiter
1066          *
1067          * It is still possible to miss a case here, when we woke page waiters
1068          * and removed them from the waitqueue, but there are still other
1069          * page waiters.
1070          */
1071         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match) {
1072                 ClearPageWaiters(page);
1073                 /*
1074                  * It's possible to miss clearing Waiters here, when we woke
1075                  * our page waiters, but the hashed waitqueue has waiters for
1076                  * other pages on it.
1077                  *
1078                  * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1079                  */
1080         }
1081         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1082 }
1083
1084 static void wake_up_page(struct page *page, int bit)
1085 {
1086         if (!PageWaiters(page))
1087                 return;
1088         wake_up_page_bit(page, bit);
1089 }
1090
1091 /*
1092  * A choice of three behaviors for wait_on_page_bit_common():
1093  */
1094 enum behavior {
1095         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1096                          * __lock_page() waiting on then setting PG_locked.
1097                          */
1098         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1099                          * wait_on_page_writeback() waiting on PG_writeback.
1100                          */
1101         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1102                          * like put_and_wait_on_page_locked() on PG_locked.
1103                          */
1104 };
1105
1106 static inline int wait_on_page_bit_common(wait_queue_head_t *q,
1107         struct page *page, int bit_nr, int state, enum behavior behavior)
1108 {
1109         struct wait_page_queue wait_page;
1110         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1111         bool bit_is_set;
1112         bool thrashing = false;
1113         bool delayacct = false;
1114         unsigned long pflags;
1115         int ret = 0;
1116
1117         if (bit_nr == PG_locked &&
1118             !PageUptodate(page) && PageWorkingset(page)) {
1119                 if (!PageSwapBacked(page)) {
1120                         delayacct_thrashing_start();
1121                         delayacct = true;
1122                 }
1123                 psi_memstall_enter(&pflags);
1124                 thrashing = true;
1125         }
1126
1127         init_wait(wait);
1128         wait->flags = behavior == EXCLUSIVE ? WQ_FLAG_EXCLUSIVE : 0;
1129         wait->func = wake_page_function;
1130         wait_page.page = page;
1131         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1132
1133         for (;;) {
1134                 spin_lock_irq(&q->lock);
1135
1136                 if (likely(list_empty(&wait->entry))) {
1137                         __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1138                         SetPageWaiters(page);
1139                 }
1140
1141                 set_current_state(state);
1142
1143                 spin_unlock_irq(&q->lock);
1144
1145                 bit_is_set = test_bit(bit_nr, &page->flags);
1146                 if (behavior == DROP)
1147                         put_page(page);
1148
1149                 if (likely(bit_is_set))
1150                         io_schedule();
1151
1152                 if (behavior == EXCLUSIVE) {
1153                         if (!test_and_set_bit_lock(bit_nr, &page->flags))
1154                                 break;
1155                 } else if (behavior == SHARED) {
1156                         if (!test_bit(bit_nr, &page->flags))
1157                                 break;
1158                 }
1159
1160                 if (signal_pending_state(state, current)) {
1161                         ret = -EINTR;
1162                         break;
1163                 }
1164
1165                 if (behavior == DROP) {
1166                         /*
1167                          * We can no longer safely access page->flags:
1168                          * even if CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE is not enabled,
1169                          * there is a risk of waiting forever on a page reused
1170                          * for something that keeps it locked indefinitely.
1171                          * But best check for -EINTR above before breaking.
1172                          */
1173                         break;
1174                 }
1175         }
1176
1177         finish_wait(q, wait);
1178
1179         if (thrashing) {
1180                 if (delayacct)
1181                         delayacct_thrashing_end();
1182                 psi_memstall_leave(&pflags);
1183         }
1184
1185         /*
1186          * A signal could leave PageWaiters set. Clearing it here if
1187          * !waitqueue_active would be possible (by open-coding finish_wait),
1188          * but still fail to catch it in the case of wait hash collision. We
1189          * already can fail to clear wait hash collision cases, so don't
1190          * bother with signals either.
1191          */
1192
1193         return ret;
1194 }
1195
1196 void wait_on_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1197 {
1198         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1199         wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1200 }
1201 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit);
1202
1203 int wait_on_page_bit_killable(struct page *page, int bit_nr)
1204 {
1205         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1206         return wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1207 }
1208 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit_killable);
1209
1210 /**
1211  * put_and_wait_on_page_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1212  * @page: The page to wait for.
1213  *
1214  * The caller should hold a reference on @page.  They expect the page to
1215  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1216  * (for example) by holding the reference while waiting for the page to
1217  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1218  * dereference @page.
1219  */
1220 void put_and_wait_on_page_locked(struct page *page)
1221 {
1222         wait_queue_head_t *q;
1223
1224         page = compound_head(page);
1225         q = page_waitqueue(page);
1226         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE, DROP);
1227 }
1228
1229 /**
1230  * add_page_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
1231  * @page: Page defining the wait queue of interest
1232  * @waiter: Waiter to add to the queue
1233  *
1234  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @page.
1235  */
1236 void add_page_wait_queue(struct page *page, wait_queue_entry_t *waiter)
1237 {
1238         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1239         unsigned long flags;
1240
1241         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1242         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1243         SetPageWaiters(page);
1244         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1245 }
1246 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_page_wait_queue);
1247
1248 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1249
1250 /*
1251  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1252  *
1253  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1254  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1255  * not support that special operation, we just do this all by hand
1256  * instead.
1257  *
1258  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1259  * being cleared, but a memory barrier should be unnecessary since it is
1260  * in the same byte as PG_locked.
1261  */
1262 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1263 {
1264         clear_bit_unlock(nr, mem);
1265         /* smp_mb__after_atomic(); */
1266         return test_bit(PG_waiters, mem);
1267 }
1268
1269 #endif
1270
1271 /**
1272  * unlock_page - unlock a locked page
1273  * @page: the page
1274  *
1275  * Unlocks the page and wakes up sleepers in ___wait_on_page_locked().
1276  * Also wakes sleepers in wait_on_page_writeback() because the wakeup
1277  * mechanism between PageLocked pages and PageWriteback pages is shared.
1278  * But that's OK - sleepers in wait_on_page_writeback() just go back to sleep.
1279  *
1280  * Note that this depends on PG_waiters being the sign bit in the byte
1281  * that contains PG_locked - thus the BUILD_BUG_ON(). That allows us to
1282  * clear the PG_locked bit and test PG_waiters at the same time fairly
1283  * portably (architectures that do LL/SC can test any bit, while x86 can
1284  * test the sign bit).
1285  */
1286 void unlock_page(struct page *page)
1287 {
1288         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1289         page = compound_head(page);
1290         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1291         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, &page->flags))
1292                 wake_up_page_bit(page, PG_locked);
1293 }
1294 EXPORT_SYMBOL(unlock_page);
1295
1296 /**
1297  * end_page_writeback - end writeback against a page
1298  * @page: the page
1299  */
1300 void end_page_writeback(struct page *page)
1301 {
1302         /*
1303          * TestClearPageReclaim could be used here but it is an atomic
1304          * operation and overkill in this particular case. Failing to
1305          * shuffle a page marked for immediate reclaim is too mild to
1306          * justify taking an atomic operation penalty at the end of
1307          * ever page writeback.
1308          */
1309         if (PageReclaim(page)) {
1310                 ClearPageReclaim(page);
1311                 rotate_reclaimable_page(page);
1312         }
1313
1314         if (!test_clear_page_writeback(page))
1315                 BUG();
1316
1317         smp_mb__after_atomic();
1318         wake_up_page(page, PG_writeback);
1319 }
1320 EXPORT_SYMBOL(end_page_writeback);
1321
1322 /*
1323  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1324  * flags appropriately
1325  */
1326 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1327 {
1328         if (!is_write) {
1329                 if (!err) {
1330                         SetPageUptodate(page);
1331                 } else {
1332                         ClearPageUptodate(page);
1333                         SetPageError(page);
1334                 }
1335                 unlock_page(page);
1336         } else {
1337                 if (err) {
1338                         struct address_space *mapping;
1339
1340                         SetPageError(page);
1341                         mapping = page_mapping(page);
1342                         if (mapping)
1343                                 mapping_set_error(mapping, err);
1344                 }
1345                 end_page_writeback(page);
1346         }
1347 }
1348 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1349
1350 /**
1351  * __lock_page - get a lock on the page, assuming we need to sleep to get it
1352  * @__page: the page to lock
1353  */
1354 void __lock_page(struct page *__page)
1355 {
1356         struct page *page = compound_head(__page);
1357         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1358         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1359                                 EXCLUSIVE);
1360 }
1361 EXPORT_SYMBOL(__lock_page);
1362
1363 int __lock_page_killable(struct page *__page)
1364 {
1365         struct page *page = compound_head(__page);
1366         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1367         return wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1368                                         EXCLUSIVE);
1369 }
1370 EXPORT_SYMBOL_GPL(__lock_page_killable);
1371
1372 /*
1373  * Return values:
1374  * 1 - page is locked; mmap_lock is still held.
1375  * 0 - page is not locked.
1376  *     mmap_lock has been released (mmap_read_unlock(), unless flags had both
1377  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1378  *     which case mmap_lock is still held.
1379  *
1380  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return 1
1381  * with the page locked and the mmap_lock unperturbed.
1382  */
1383 int __lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
1384                          unsigned int flags)
1385 {
1386         if (fault_flag_allow_retry_first(flags)) {
1387                 /*
1388                  * CAUTION! In this case, mmap_lock is not released
1389                  * even though return 0.
1390                  */
1391                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1392                         return 0;
1393
1394                 mmap_read_unlock(mm);
1395                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1396                         wait_on_page_locked_killable(page);
1397                 else
1398                         wait_on_page_locked(page);
1399                 return 0;
1400         } else {
1401                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1402                         int ret;
1403
1404                         ret = __lock_page_killable(page);
1405                         if (ret) {
1406                                 mmap_read_unlock(mm);
1407                                 return 0;
1408                         }
1409                 } else
1410                         __lock_page(page);
1411                 return 1;
1412         }
1413 }
1414
1415 /**
1416  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1417  * @mapping: Mapping.
1418  * @index: Index.
1419  * @max_scan: Maximum range to search.
1420  *
1421  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1422  * gap with the lowest index.
1423  *
1424  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1425  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1426  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1427  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1428  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1429  *
1430  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1431  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1432  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1433  */
1434 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1435                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1436 {
1437         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1438
1439         while (max_scan--) {
1440                 void *entry = xas_next(&xas);
1441                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1442                         break;
1443                 if (xas.xa_index == 0)
1444                         break;
1445         }
1446
1447         return xas.xa_index;
1448 }
1449 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1450
1451 /**
1452  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1453  * @mapping: Mapping.
1454  * @index: Index.
1455  * @max_scan: Maximum range to search.
1456  *
1457  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1458  * gap with the highest index.
1459  *
1460  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1461  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1462  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1463  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1464  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1465  *
1466  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1467  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1468  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1469  */
1470 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1471                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1472 {
1473         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1474
1475         while (max_scan--) {
1476                 void *entry = xas_prev(&xas);
1477                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1478                         break;
1479                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1480                         break;
1481         }
1482
1483         return xas.xa_index;
1484 }
1485 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1486
1487 /**
1488  * find_get_entry - find and get a page cache entry
1489  * @mapping: the address_space to search
1490  * @offset: the page cache index
1491  *
1492  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
1493  * page cache page, it is returned with an increased refcount.
1494  *
1495  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1496  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1497  *
1498  * Return: the found page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1499  */
1500 struct page *find_get_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t offset)
1501 {
1502         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
1503         struct page *page;
1504
1505         rcu_read_lock();
1506 repeat:
1507         xas_reset(&xas);
1508         page = xas_load(&xas);
1509         if (xas_retry(&xas, page))
1510                 goto repeat;
1511         /*
1512          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1513          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1514          */
1515         if (!page || xa_is_value(page))
1516                 goto out;
1517
1518         if (!page_cache_get_speculative(page))
1519                 goto repeat;
1520
1521         /*
1522          * Has the page moved or been split?
1523          * This is part of the lockless pagecache protocol. See
1524          * include/linux/pagemap.h for details.
1525          */
1526         if (unlikely(page != xas_reload(&xas))) {
1527                 put_page(page);
1528                 goto repeat;
1529         }
1530         page = find_subpage(page, offset);
1531 out:
1532         rcu_read_unlock();
1533
1534         return page;
1535 }
1536
1537 /**
1538  * find_lock_entry - locate, pin and lock a page cache entry
1539  * @mapping: the address_space to search
1540  * @offset: the page cache index
1541  *
1542  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
1543  * page cache page, it is returned locked and with an increased
1544  * refcount.
1545  *
1546  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1547  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1548  *
1549  * find_lock_entry() may sleep.
1550  *
1551  * Return: the found page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1552  */
1553 struct page *find_lock_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t offset)
1554 {
1555         struct page *page;
1556
1557 repeat:
1558         page = find_get_entry(mapping, offset);
1559         if (page && !xa_is_value(page)) {
1560                 lock_page(page);
1561                 /* Has the page been truncated? */
1562                 if (unlikely(page_mapping(page) != mapping)) {
1563                         unlock_page(page);
1564                         put_page(page);
1565                         goto repeat;
1566                 }
1567                 VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
1568         }
1569         return page;
1570 }
1571 EXPORT_SYMBOL(find_lock_entry);
1572
1573 /**
1574  * pagecache_get_page - Find and get a reference to a page.
1575  * @mapping: The address_space to search.
1576  * @index: The page index.
1577  * @fgp_flags: %FGP flags modify how the page is returned.
1578  * @gfp_mask: Memory allocation flags to use if %FGP_CREAT is specified.
1579  *
1580  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.
1581  *
1582  * @fgp_flags can be zero or more of these flags:
1583  *
1584  * * %FGP_ACCESSED - The page will be marked accessed.
1585  * * %FGP_LOCK - The page is returned locked.
1586  * * %FGP_CREAT - If no page is present then a new page is allocated using
1587  *   @gfp_mask and added to the page cache and the VM's LRU list.
1588  *   The page is returned locked and with an increased refcount.
1589  * * %FGP_FOR_MMAP - The caller wants to do its own locking dance if the
1590  *   page is already in cache.  If the page was allocated, unlock it before
1591  *   returning so the caller can do the same dance.
1592  *
1593  * If %FGP_LOCK or %FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1594  * if the %GFP flags specified for %FGP_CREAT are atomic.
1595  *
1596  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1597  *
1598  * Return: The found page or %NULL otherwise.
1599  */
1600 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1601                 int fgp_flags, gfp_t gfp_mask)
1602 {
1603         struct page *page;
1604
1605 repeat:
1606         page = find_get_entry(mapping, index);
1607         if (xa_is_value(page))
1608                 page = NULL;
1609         if (!page)
1610                 goto no_page;
1611
1612         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1613                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1614                         if (!trylock_page(page)) {
1615                                 put_page(page);
1616                                 return NULL;
1617                         }
1618                 } else {
1619                         lock_page(page);
1620                 }
1621
1622                 /* Has the page been truncated? */
1623                 if (unlikely(compound_head(page)->mapping != mapping)) {
1624                         unlock_page(page);
1625                         put_page(page);
1626                         goto repeat;
1627                 }
1628                 VM_BUG_ON_PAGE(page->index != index, page);
1629         }
1630
1631         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1632                 mark_page_accessed(page);
1633
1634 no_page:
1635         if (!page && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1636                 int err;
1637                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_cap_account_dirty(mapping))
1638                         gfp_mask |= __GFP_WRITE;
1639                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1640                         gfp_mask &= ~__GFP_FS;
1641
1642                 page = __page_cache_alloc(gfp_mask);
1643                 if (!page)
1644                         return NULL;
1645
1646                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1647                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1648
1649                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
1650                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1651                         __SetPageReferenced(page);
1652
1653                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp_mask);
1654                 if (unlikely(err)) {
1655                         put_page(page);
1656                         page = NULL;
1657                         if (err == -EEXIST)
1658                                 goto repeat;
1659                 }
1660
1661                 /*
1662                  * add_to_page_cache_lru locks the page, and for mmap we expect
1663                  * an unlocked page.
1664                  */
1665                 if (page && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
1666                         unlock_page(page);
1667         }
1668
1669         return page;
1670 }
1671 EXPORT_SYMBOL(pagecache_get_page);
1672
1673 /**
1674  * find_get_entries - gang pagecache lookup
1675  * @mapping:    The address_space to search
1676  * @start:      The starting page cache index
1677  * @nr_entries: The maximum number of entries
1678  * @entries:    Where the resulting entries are placed
1679  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
1680  *
1681  * find_get_entries() will search for and return a group of up to
1682  * @nr_entries entries in the mapping.  The entries are placed at
1683  * @entries.  find_get_entries() takes a reference against any actual
1684  * pages it returns.
1685  *
1686  * The search returns a group of mapping-contiguous page cache entries
1687  * with ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
1688  * not-present pages.
1689  *
1690  * Any shadow entries of evicted pages, or swap entries from
1691  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
1692  *
1693  * If it finds a Transparent Huge Page, head or tail, find_get_entries()
1694  * stops at that page: the caller is likely to have a better way to handle
1695  * the compound page as a whole, and then skip its extent, than repeatedly
1696  * calling find_get_entries() to return all its tails.
1697  *
1698  * Return: the number of pages and shadow entries which were found.
1699  */
1700 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping,
1701                           pgoff_t start, unsigned int nr_entries,
1702                           struct page **entries, pgoff_t *indices)
1703 {
1704         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
1705         struct page *page;
1706         unsigned int ret = 0;
1707
1708         if (!nr_entries)
1709                 return 0;
1710
1711         rcu_read_lock();
1712         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
1713                 if (xas_retry(&xas, page))
1714                         continue;
1715                 /*
1716                  * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
1717                  * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
1718                  * without attempting to raise page count.
1719                  */
1720                 if (xa_is_value(page))
1721                         goto export;
1722
1723                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1724                         goto retry;
1725
1726                 /* Has the page moved or been split? */
1727                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1728                         goto put_page;
1729
1730                 /*
1731                  * Terminate early on finding a THP, to allow the caller to
1732                  * handle it all at once; but continue if this is hugetlbfs.
1733                  */
1734                 if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page)) {
1735                         page = find_subpage(page, xas.xa_index);
1736                         nr_entries = ret + 1;
1737                 }
1738 export:
1739                 indices[ret] = xas.xa_index;
1740                 entries[ret] = page;
1741                 if (++ret == nr_entries)
1742                         break;
1743                 continue;
1744 put_page:
1745                 put_page(page);
1746 retry:
1747                 xas_reset(&xas);
1748         }
1749         rcu_read_unlock();
1750         return ret;
1751 }
1752
1753 /**
1754  * find_get_pages_range - gang pagecache lookup
1755  * @mapping:    The address_space to search
1756  * @start:      The starting page index
1757  * @end:        The final page index (inclusive)
1758  * @nr_pages:   The maximum number of pages
1759  * @pages:      Where the resulting pages are placed
1760  *
1761  * find_get_pages_range() will search for and return a group of up to @nr_pages
1762  * pages in the mapping starting at index @start and up to index @end
1763  * (inclusive).  The pages are placed at @pages.  find_get_pages_range() takes
1764  * a reference against the returned pages.
1765  *
1766  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
1767  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
1768  * We also update @start to index the next page for the traversal.
1769  *
1770  * Return: the number of pages which were found. If this number is
1771  * smaller than @nr_pages, the end of specified range has been
1772  * reached.
1773  */
1774 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
1775                               pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
1776                               struct page **pages)
1777 {
1778         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
1779         struct page *page;
1780         unsigned ret = 0;
1781
1782         if (unlikely(!nr_pages))
1783                 return 0;
1784
1785         rcu_read_lock();
1786         xas_for_each(&xas, page, end) {
1787                 if (xas_retry(&xas, page))
1788                         continue;
1789                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
1790                 if (xa_is_value(page))
1791                         continue;
1792
1793                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1794                         goto retry;
1795
1796                 /* Has the page moved or been split? */
1797                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1798                         goto put_page;
1799
1800                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
1801                 if (++ret == nr_pages) {
1802                         *start = xas.xa_index + 1;
1803                         goto out;
1804                 }
1805                 continue;
1806 put_page:
1807                 put_page(page);
1808 retry:
1809                 xas_reset(&xas);
1810         }
1811
1812         /*
1813          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
1814          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
1815          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
1816          * already broken anyway.
1817          */
1818         if (end == (pgoff_t)-1)
1819                 *start = (pgoff_t)-1;
1820         else
1821                 *start = end + 1;
1822 out:
1823         rcu_read_unlock();
1824
1825         return ret;
1826 }
1827
1828 /**
1829  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
1830  * @mapping:    The address_space to search
1831  * @index:      The starting page index
1832  * @nr_pages:   The maximum number of pages
1833  * @pages:      Where the resulting pages are placed
1834  *
1835  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages(), except
1836  * that the returned number of pages are guaranteed to be contiguous.
1837  *
1838  * Return: the number of pages which were found.
1839  */
1840 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1841                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
1842 {
1843         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1844         struct page *page;
1845         unsigned int ret = 0;
1846
1847         if (unlikely(!nr_pages))
1848                 return 0;
1849
1850         rcu_read_lock();
1851         for (page = xas_load(&xas); page; page = xas_next(&xas)) {
1852                 if (xas_retry(&xas, page))
1853                         continue;
1854                 /*
1855                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
1856                  * No current caller is looking for DAX entries.
1857                  */
1858                 if (xa_is_value(page))
1859                         break;
1860
1861                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1862                         goto retry;
1863
1864                 /* Has the page moved or been split? */
1865                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1866                         goto put_page;
1867
1868                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
1869                 if (++ret == nr_pages)
1870                         break;
1871                 continue;
1872 put_page:
1873                 put_page(page);
1874 retry:
1875                 xas_reset(&xas);
1876         }
1877         rcu_read_unlock();
1878         return ret;
1879 }
1880 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
1881
1882 /**
1883  * find_get_pages_range_tag - find and return pages in given range matching @tag
1884  * @mapping:    the address_space to search
1885  * @index:      the starting page index
1886  * @end:        The final page index (inclusive)
1887  * @tag:        the tag index
1888  * @nr_pages:   the maximum number of pages
1889  * @pages:      where the resulting pages are placed
1890  *
1891  * Like find_get_pages, except we only return pages which are tagged with
1892  * @tag.   We update @index to index the next page for the traversal.
1893  *
1894  * Return: the number of pages which were found.
1895  */
1896 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
1897                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
1898                         struct page **pages)
1899 {
1900         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
1901         struct page *page;
1902         unsigned ret = 0;
1903
1904         if (unlikely(!nr_pages))
1905                 return 0;
1906
1907         rcu_read_lock();
1908         xas_for_each_marked(&xas, page, end, tag) {
1909                 if (xas_retry(&xas, page))
1910                         continue;
1911                 /*
1912                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
1913                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
1914                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
1915                  */
1916                 if (xa_is_value(page))
1917                         continue;
1918
1919                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1920                         goto retry;
1921
1922                 /* Has the page moved or been split? */
1923                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1924                         goto put_page;
1925
1926                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
1927                 if (++ret == nr_pages) {
1928                         *index = xas.xa_index + 1;
1929                         goto out;
1930                 }
1931                 continue;
1932 put_page:
1933                 put_page(page);
1934 retry:
1935                 xas_reset(&xas);
1936         }
1937
1938         /*
1939          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
1940          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
1941          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
1942          * broken anyway.
1943          */
1944         if (end == (pgoff_t)-1)
1945                 *index = (pgoff_t)-1;
1946         else
1947                 *index = end + 1;
1948 out:
1949         rcu_read_unlock();
1950
1951         return ret;
1952 }
1953 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
1954
1955 /*
1956  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
1957  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
1958  *
1959  *      ---R__________________________________________B__________
1960  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
1961  *
1962  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
1963  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
1964  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
1965  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
1966  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
1967  *
1968  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
1969  */
1970 static void shrink_readahead_size_eio(struct file_ra_state *ra)
1971 {
1972         ra->ra_pages /= 4;
1973 }
1974
1975 /**
1976  * generic_file_buffered_read - generic file read routine
1977  * @iocb:       the iocb to read
1978  * @iter:       data destination
1979  * @written:    already copied
1980  *
1981  * This is a generic file read routine, and uses the
1982  * mapping->a_ops->readpage() function for the actual low-level stuff.
1983  *
1984  * This is really ugly. But the goto's actually try to clarify some
1985  * of the logic when it comes to error handling etc.
1986  *
1987  * Return:
1988  * * total number of bytes copied, including those the were already @written
1989  * * negative error code if nothing was copied
1990  */
1991 ssize_t generic_file_buffered_read(struct kiocb *iocb,
1992                 struct iov_iter *iter, ssize_t written)
1993 {
1994         struct file *filp = iocb->ki_filp;
1995         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
1996         struct inode *inode = mapping->host;
1997         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
1998         loff_t *ppos = &iocb->ki_pos;
1999         pgoff_t index;
2000         pgoff_t last_index;
2001         pgoff_t prev_index;
2002         unsigned long offset;      /* offset into pagecache page */
2003         unsigned int prev_offset;
2004         int error = 0;
2005
2006         if (unlikely(*ppos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2007                 return 0;
2008         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2009
2010         index = *ppos >> PAGE_SHIFT;
2011         prev_index = ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT;
2012         prev_offset = ra->prev_pos & (PAGE_SIZE-1);
2013         last_index = (*ppos + iter->count + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
2014         offset = *ppos & ~PAGE_MASK;
2015
2016         for (;;) {
2017                 struct page *page;
2018                 pgoff_t end_index;
2019                 loff_t isize;
2020                 unsigned long nr, ret;
2021
2022                 cond_resched();
2023 find_page:
2024                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2025                         error = -EINTR;
2026                         goto out;
2027                 }
2028
2029                 page = find_get_page(mapping, index);
2030                 if (!page) {
2031                         if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_NOIO))
2032                                 goto would_block;
2033                         page_cache_sync_readahead(mapping,
2034                                         ra, filp,
2035                                         index, last_index - index);
2036                         page = find_get_page(mapping, index);
2037                         if (unlikely(page == NULL))
2038                                 goto no_cached_page;
2039                 }
2040                 if (PageReadahead(page)) {
2041                         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO) {
2042                                 put_page(page);
2043                                 goto out;
2044                         }
2045                         page_cache_async_readahead(mapping,
2046                                         ra, filp, page,
2047                                         index, last_index - index);
2048                 }
2049                 if (!PageUptodate(page)) {
2050                         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2051                                 put_page(page);
2052                                 goto would_block;
2053                         }
2054
2055                         /*
2056                          * See comment in do_read_cache_page on why
2057                          * wait_on_page_locked is used to avoid unnecessarily
2058                          * serialisations and why it's safe.
2059                          */
2060                         error = wait_on_page_locked_killable(page);
2061                         if (unlikely(error))
2062                                 goto readpage_error;
2063                         if (PageUptodate(page))
2064                                 goto page_ok;
2065
2066                         if (inode->i_blkbits == PAGE_SHIFT ||
2067                                         !mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2068                                 goto page_not_up_to_date;
2069                         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2070                         if (unlikely(iov_iter_is_pipe(iter)))
2071                                 goto page_not_up_to_date;
2072                         if (!trylock_page(page))
2073                                 goto page_not_up_to_date;
2074                         /* Did it get truncated before we got the lock? */
2075                         if (!page->mapping)
2076                                 goto page_not_up_to_date_locked;
2077                         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate(page,
2078                                                         offset, iter->count))
2079                                 goto page_not_up_to_date_locked;
2080                         unlock_page(page);
2081                 }
2082 page_ok:
2083                 /*
2084                  * i_size must be checked after we know the page is Uptodate.
2085                  *
2086                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2087                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2088                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2089                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2090                  */
2091
2092                 isize = i_size_read(inode);
2093                 end_index = (isize - 1) >> PAGE_SHIFT;
2094                 if (unlikely(!isize || index > end_index)) {
2095                         put_page(page);
2096                         goto out;
2097                 }
2098
2099                 /* nr is the maximum number of bytes to copy from this page */
2100                 nr = PAGE_SIZE;
2101                 if (index == end_index) {
2102                         nr = ((isize - 1) & ~PAGE_MASK) + 1;
2103                         if (nr <= offset) {
2104                                 put_page(page);
2105                                 goto out;
2106                         }
2107                 }
2108                 nr = nr - offset;
2109
2110                 /* If users can be writing to this page using arbitrary
2111                  * virtual addresses, take care about potential aliasing
2112                  * before reading the page on the kernel side.
2113                  */
2114                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
2115                         flush_dcache_page(page);
2116
2117                 /*
2118                  * When a sequential read accesses a page several times,
2119                  * only mark it as accessed the first time.
2120                  */
2121                 if (prev_index != index || offset != prev_offset)
2122                         mark_page_accessed(page);
2123                 prev_index = index;
2124
2125                 /*
2126                  * Ok, we have the page, and it's up-to-date, so
2127                  * now we can copy it to user space...
2128                  */
2129
2130                 ret = copy_page_to_iter(page, offset, nr, iter);
2131                 offset += ret;
2132                 index += offset >> PAGE_SHIFT;
2133                 offset &= ~PAGE_MASK;
2134                 prev_offset = offset;
2135
2136                 put_page(page);
2137                 written += ret;
2138                 if (!iov_iter_count(iter))
2139                         goto out;
2140                 if (ret < nr) {
2141                         error = -EFAULT;
2142                         goto out;
2143                 }
2144                 continue;
2145
2146 page_not_up_to_date:
2147                 /* Get exclusive access to the page ... */
2148                 error = lock_page_killable(page);
2149                 if (unlikely(error))
2150                         goto readpage_error;
2151
2152 page_not_up_to_date_locked:
2153                 /* Did it get truncated before we got the lock? */
2154                 if (!page->mapping) {
2155                         unlock_page(page);
2156                         put_page(page);
2157                         continue;
2158                 }
2159
2160                 /* Did somebody else fill it already? */
2161                 if (PageUptodate(page)) {
2162                         unlock_page(page);
2163                         goto page_ok;
2164                 }
2165
2166 readpage:
2167                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO) {
2168                         unlock_page(page);
2169                         put_page(page);
2170                         goto would_block;
2171                 }
2172                 /*
2173                  * A previous I/O error may have been due to temporary
2174                  * failures, eg. multipath errors.
2175                  * PG_error will be set again if readpage fails.
2176                  */
2177                 ClearPageError(page);
2178                 /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2179                 error = mapping->a_ops->readpage(filp, page);
2180
2181                 if (unlikely(error)) {
2182                         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE) {
2183                                 put_page(page);
2184                                 error = 0;
2185                                 goto find_page;
2186                         }
2187                         goto readpage_error;
2188                 }
2189
2190                 if (!PageUptodate(page)) {
2191                         error = lock_page_killable(page);
2192                         if (unlikely(error))
2193                                 goto readpage_error;
2194                         if (!PageUptodate(page)) {
2195                                 if (page->mapping == NULL) {
2196                                         /*
2197                                          * invalidate_mapping_pages got it
2198                                          */
2199                                         unlock_page(page);
2200                                         put_page(page);
2201                                         goto find_page;
2202                                 }
2203                                 unlock_page(page);
2204                                 shrink_readahead_size_eio(ra);
2205                                 error = -EIO;
2206                                 goto readpage_error;
2207                         }
2208                         unlock_page(page);
2209                 }
2210
2211                 goto page_ok;
2212
2213 readpage_error:
2214                 /* UHHUH! A synchronous read error occurred. Report it */
2215                 put_page(page);
2216                 goto out;
2217
2218 no_cached_page:
2219                 /*
2220                  * Ok, it wasn't cached, so we need to create a new
2221                  * page..
2222                  */
2223                 page = page_cache_alloc(mapping);
2224                 if (!page) {
2225                         error = -ENOMEM;
2226                         goto out;
2227                 }
2228                 error = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index,
2229                                 mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2230                 if (error) {
2231                         put_page(page);
2232                         if (error == -EEXIST) {
2233                                 error = 0;
2234                                 goto find_page;
2235                         }
2236                         goto out;
2237                 }
2238                 goto readpage;
2239         }
2240
2241 would_block:
2242         error = -EAGAIN;
2243 out:
2244         ra->prev_pos = prev_index;
2245         ra->prev_pos <<= PAGE_SHIFT;
2246         ra->prev_pos |= prev_offset;
2247
2248         *ppos = ((loff_t)index << PAGE_SHIFT) + offset;
2249         file_accessed(filp);
2250         return written ? written : error;
2251 }
2252 EXPORT_SYMBOL_GPL(generic_file_buffered_read);
2253
2254 /**
2255  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2256  * @iocb:       kernel I/O control block
2257  * @iter:       destination for the data read
2258  *
2259  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2260  * that can use the page cache directly.
2261  *
2262  * The IOCB_NOWAIT flag in iocb->ki_flags indicates that -EAGAIN shall
2263  * be returned when no data can be read without waiting for I/O requests
2264  * to complete; it doesn't prevent readahead.
2265  *
2266  * The IOCB_NOIO flag in iocb->ki_flags indicates that no new I/O
2267  * requests shall be made for the read or for readahead.  When no data
2268  * can be read, -EAGAIN shall be returned.  When readahead would be
2269  * triggered, a partial, possibly empty read shall be returned.
2270  *
2271  * Return:
2272  * * number of bytes copied, even for partial reads
2273  * * negative error code (or 0 if IOCB_NOIO) if nothing was read
2274  */
2275 ssize_t
2276 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2277 {
2278         size_t count = iov_iter_count(iter);
2279         ssize_t retval = 0;
2280
2281         if (!count)
2282                 goto out; /* skip atime */
2283
2284         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2285                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2286                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2287                 struct inode *inode = mapping->host;
2288                 loff_t size;
2289
2290                 size = i_size_read(inode);
2291                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2292                         if (filemap_range_has_page(mapping, iocb->ki_pos,
2293                                                    iocb->ki_pos + count - 1))
2294                                 return -EAGAIN;
2295                 } else {
2296                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2297                                                 iocb->ki_pos,
2298                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2299                         if (retval < 0)
2300                                 goto out;
2301                 }
2302
2303                 file_accessed(file);
2304
2305                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2306                 if (retval >= 0) {
2307                         iocb->ki_pos += retval;
2308                         count -= retval;
2309                 }
2310                 iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2311
2312                 /*
2313                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2314                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2315                  * we've already read everything we wanted to, or if
2316                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2317                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2318                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2319                  * DAX files, so don't bother trying.
2320                  */
2321                 if (retval < 0 || !count || iocb->ki_pos >= size ||
2322                     IS_DAX(inode))
2323                         goto out;
2324         }
2325
2326         retval = generic_file_buffered_read(iocb, iter, retval);
2327 out:
2328         return retval;
2329 }
2330 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2331
2332 #ifdef CONFIG_MMU
2333 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2334 /*
2335  * lock_page_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_lock
2336  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2337  * @page - the page to lock.
2338  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2339  *
2340  * This works similar to lock_page_or_retry in that it can drop the mmap_lock.
2341  * It differs in that it actually returns the page locked if it returns 1 and 0
2342  * if it couldn't lock the page.  If we did have to drop the mmap_lock then fpin
2343  * will point to the pinned file and needs to be fput()'ed at a later point.
2344  */
2345 static int lock_page_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct page *page,
2346                                      struct file **fpin)
2347 {
2348         if (trylock_page(page))
2349                 return 1;
2350
2351         /*
2352          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2353          * the mmap_lock still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2354          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2355          */
2356         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2357                 return 0;
2358
2359         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2360         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2361                 if (__lock_page_killable(page)) {
2362                         /*
2363                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_lock,
2364                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2365                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2366                          * mmap_lock here and return 0 if we don't have a fpin.
2367                          */
2368                         if (*fpin == NULL)
2369                                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
2370                         return 0;
2371                 }
2372         } else
2373                 __lock_page(page);
2374         return 1;
2375 }
2376
2377
2378 /*
2379  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2380  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2381  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2382  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2383  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2384  */
2385 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2386 {
2387         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2388         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2389         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2390         struct file *fpin = NULL;
2391         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2392
2393         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2394         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2395                 return fpin;
2396         if (!ra->ra_pages)
2397                 return fpin;
2398
2399         if (vmf->vma->vm_flags & VM_SEQ_READ) {
2400                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2401                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, file, offset,
2402                                           ra->ra_pages);
2403                 return fpin;
2404         }
2405
2406         /* Avoid banging the cache line if not needed */
2407         if (ra->mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
2408                 ra->mmap_miss++;
2409
2410         /*
2411          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
2412          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
2413          */
2414         if (ra->mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
2415                 return fpin;
2416
2417         /*
2418          * mmap read-around
2419          */
2420         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2421         ra->start = max_t(long, 0, offset - ra->ra_pages / 2);
2422         ra->size = ra->ra_pages;
2423         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
2424         ra_submit(ra, mapping, file);
2425         return fpin;
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
2430  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
2431  * was pinned if we have to drop the mmap_lock in order to do IO.
2432  */
2433 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
2434                                             struct page *page)
2435 {
2436         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2437         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2438         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2439         struct file *fpin = NULL;
2440         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2441
2442         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2443         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ || !ra->ra_pages)
2444                 return fpin;
2445         if (ra->mmap_miss > 0)
2446                 ra->mmap_miss--;
2447         if (PageReadahead(page)) {
2448                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2449                 page_cache_async_readahead(mapping, ra, file,
2450                                            page, offset, ra->ra_pages);
2451         }
2452         return fpin;
2453 }
2454
2455 /**
2456  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
2457  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
2458  *
2459  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
2460  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
2461  *
2462  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
2463  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
2464  * having a lot of duplicated code.
2465  *
2466  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held on entry.
2467  *
2468  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_lock
2469  * may be dropped before doing I/O or by lock_page_maybe_drop_mmap().
2470  *
2471  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_lock
2472  * has not been released.
2473  *
2474  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
2475  *
2476  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
2477  */
2478 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
2479 {
2480         int error;
2481         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2482         struct file *fpin = NULL;
2483         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2484         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2485         struct inode *inode = mapping->host;
2486         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2487         pgoff_t max_off;
2488         struct page *page;
2489         vm_fault_t ret = 0;
2490
2491         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
2492         if (unlikely(offset >= max_off))
2493                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2494
2495         /*
2496          * Do we have something in the page cache already?
2497          */
2498         page = find_get_page(mapping, offset);
2499         if (likely(page) && !(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED)) {
2500                 /*
2501                  * We found the page, so try async readahead before
2502                  * waiting for the lock.
2503                  */
2504                 fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, page);
2505         } else if (!page) {
2506                 /* No page in the page cache at all */
2507                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
2508                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
2509                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
2510                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
2511 retry_find:
2512                 page = pagecache_get_page(mapping, offset,
2513                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
2514                                           vmf->gfp_mask);
2515                 if (!page) {
2516                         if (fpin)
2517                                 goto out_retry;
2518                         return VM_FAULT_OOM;
2519                 }
2520         }
2521
2522         if (!lock_page_maybe_drop_mmap(vmf, page, &fpin))
2523                 goto out_retry;
2524
2525         /* Did it get truncated? */
2526         if (unlikely(compound_head(page)->mapping != mapping)) {
2527                 unlock_page(page);
2528                 put_page(page);
2529                 goto retry_find;
2530         }
2531         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
2532
2533         /*
2534          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
2535          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
2536          */
2537         if (unlikely(!PageUptodate(page)))
2538                 goto page_not_uptodate;
2539
2540         /*
2541          * We've made it this far and we had to drop our mmap_lock, now is the
2542          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
2543          * redo the fault.
2544          */
2545         if (fpin) {
2546                 unlock_page(page);
2547                 goto out_retry;
2548         }
2549
2550         /*
2551          * Found the page and have a reference on it.
2552          * We must recheck i_size under page lock.
2553          */
2554         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
2555         if (unlikely(offset >= max_off)) {
2556                 unlock_page(page);
2557                 put_page(page);
2558                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2559         }
2560
2561         vmf->page = page;
2562         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
2563
2564 page_not_uptodate:
2565         /*
2566          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
2567          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
2568          * because there really aren't any performance issues here
2569          * and we need to check for errors.
2570          */
2571         ClearPageError(page);
2572         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2573         error = mapping->a_ops->readpage(file, page);
2574         if (!error) {
2575                 wait_on_page_locked(page);
2576                 if (!PageUptodate(page))
2577                         error = -EIO;
2578         }
2579         if (fpin)
2580                 goto out_retry;
2581         put_page(page);
2582
2583         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2584                 goto retry_find;
2585
2586         shrink_readahead_size_eio(ra);
2587         return VM_FAULT_SIGBUS;
2588
2589 out_retry:
2590         /*
2591          * We dropped the mmap_lock, we need to return to the fault handler to
2592          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
2593          * page.
2594          */
2595         if (page)
2596                 put_page(page);
2597         if (fpin)
2598                 fput(fpin);
2599         return ret | VM_FAULT_RETRY;
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
2602
2603 void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2604                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
2605 {
2606         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2607         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2608         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
2609         unsigned long max_idx;
2610         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
2611         struct page *page;
2612
2613         rcu_read_lock();
2614         xas_for_each(&xas, page, end_pgoff) {
2615                 if (xas_retry(&xas, page))
2616                         continue;
2617                 if (xa_is_value(page))
2618                         goto next;
2619
2620                 /*
2621                  * Check for a locked page first, as a speculative
2622                  * reference may adversely influence page migration.
2623                  */
2624                 if (PageLocked(page))
2625                         goto next;
2626                 if (!page_cache_get_speculative(page))
2627                         goto next;
2628
2629                 /* Has the page moved or been split? */
2630                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
2631                         goto skip;
2632                 page = find_subpage(page, xas.xa_index);
2633
2634                 if (!PageUptodate(page) ||
2635                                 PageReadahead(page) ||
2636                                 PageHWPoison(page))
2637                         goto skip;
2638                 if (!trylock_page(page))
2639                         goto skip;
2640
2641                 if (page->mapping != mapping || !PageUptodate(page))
2642                         goto unlock;
2643
2644                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
2645                 if (page->index >= max_idx)
2646                         goto unlock;
2647
2648                 if (file->f_ra.mmap_miss > 0)
2649                         file->f_ra.mmap_miss--;
2650
2651                 vmf->address += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
2652                 if (vmf->pte)
2653                         vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
2654                 last_pgoff = xas.xa_index;
2655                 if (alloc_set_pte(vmf, page))
2656                         goto unlock;
2657                 unlock_page(page);
2658                 goto next;
2659 unlock:
2660                 unlock_page(page);
2661 skip:
2662                 put_page(page);
2663 next:
2664                 /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
2665                 if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd))
2666                         break;
2667         }
2668         rcu_read_unlock();
2669 }
2670 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
2671
2672 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2673 {
2674         struct page *page = vmf->page;
2675         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
2676         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
2677
2678         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
2679         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
2680         lock_page(page);
2681         if (page->mapping != inode->i_mapping) {
2682                 unlock_page(page);
2683                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
2684                 goto out;
2685         }
2686         /*
2687          * We mark the page dirty already here so that when freeze is in
2688          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
2689          * see the dirty page and writeprotect it again.
2690          */
2691         set_page_dirty(page);
2692         wait_for_stable_page(page);
2693 out:
2694         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
2695         return ret;
2696 }
2697
2698 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
2699         .fault          = filemap_fault,
2700         .map_pages      = filemap_map_pages,
2701         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
2702 };
2703
2704 /* This is used for a general mmap of a disk file */
2705
2706 int generic_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2707 {
2708         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2709
2710         if (!mapping->a_ops->readpage)
2711                 return -ENOEXEC;
2712         file_accessed(file);
2713         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
2714         return 0;
2715 }
2716
2717 /*
2718  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
2719  */
2720 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2721 {
2722         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
2723                 return -EINVAL;
2724         return generic_file_mmap(file, vma);
2725 }
2726 #else
2727 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2728 {
2729         return VM_FAULT_SIGBUS;
2730 }
2731 int generic_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2732 {
2733         return -ENOSYS;
2734 }
2735 int generic_file_readonly_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2736 {
2737         return -ENOSYS;
2738 }
2739 #endif /* CONFIG_MMU */
2740
2741 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
2742 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
2743 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
2744
2745 static struct page *wait_on_page_read(struct page *page)
2746 {
2747         if (!IS_ERR(page)) {
2748                 wait_on_page_locked(page);
2749                 if (!PageUptodate(page)) {
2750                         put_page(page);
2751                         page = ERR_PTR(-EIO);
2752                 }
2753         }
2754         return page;
2755 }
2756
2757 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
2758                                 pgoff_t index,
2759                                 int (*filler)(void *, struct page *),
2760                                 void *data,
2761                                 gfp_t gfp)
2762 {
2763         struct page *page;
2764         int err;
2765 repeat:
2766         page = find_get_page(mapping, index);
2767         if (!page) {
2768                 page = __page_cache_alloc(gfp);
2769                 if (!page)
2770                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2771                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp);
2772                 if (unlikely(err)) {
2773                         put_page(page);
2774                         if (err == -EEXIST)
2775                                 goto repeat;
2776                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
2777                         return ERR_PTR(err);
2778                 }
2779
2780 filler:
2781                 if (filler)
2782                         err = filler(data, page);
2783                 else
2784                         err = mapping->a_ops->readpage(data, page);
2785
2786                 if (err < 0) {
2787                         put_page(page);
2788                         return ERR_PTR(err);
2789                 }
2790
2791                 page = wait_on_page_read(page);
2792                 if (IS_ERR(page))
2793                         return page;
2794                 goto out;
2795         }
2796         if (PageUptodate(page))
2797                 goto out;
2798
2799         /*
2800          * Page is not up to date and may be locked due one of the following
2801          * case a: Page is being filled and the page lock is held
2802          * case b: Read/write error clearing the page uptodate status
2803          * case c: Truncation in progress (page locked)
2804          * case d: Reclaim in progress
2805          *
2806          * Case a, the page will be up to date when the page is unlocked.
2807          *    There is no need to serialise on the page lock here as the page
2808          *    is pinned so the lock gives no additional protection. Even if the
2809          *    the page is truncated, the data is still valid if PageUptodate as
2810          *    it's a race vs truncate race.
2811          * Case b, the page will not be up to date
2812          * Case c, the page may be truncated but in itself, the data may still
2813          *    be valid after IO completes as it's a read vs truncate race. The
2814          *    operation must restart if the page is not uptodate on unlock but
2815          *    otherwise serialising on page lock to stabilise the mapping gives
2816          *    no additional guarantees to the caller as the page lock is
2817          *    released before return.
2818          * Case d, similar to truncation. If reclaim holds the page lock, it
2819          *    will be a race with remove_mapping that determines if the mapping
2820          *    is valid on unlock but otherwise the data is valid and there is
2821          *    no need to serialise with page lock.
2822          *
2823          * As the page lock gives no additional guarantee, we optimistically
2824          * wait on the page to be unlocked and check if it's up to date and
2825          * use the page if it is. Otherwise, the page lock is required to
2826          * distinguish between the different cases. The motivation is that we
2827          * avoid spurious serialisations and wakeups when multiple processes
2828          * wait on the same page for IO to complete.
2829          */
2830         wait_on_page_locked(page);
2831         if (PageUptodate(page))
2832                 goto out;
2833
2834         /* Distinguish between all the cases under the safety of the lock */
2835         lock_page(page);
2836
2837         /* Case c or d, restart the operation */
2838         if (!page->mapping) {
2839                 unlock_page(page);
2840                 put_page(page);
2841                 goto repeat;
2842         }
2843
2844         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
2845         if (PageUptodate(page)) {
2846                 unlock_page(page);
2847                 goto out;
2848         }
2849
2850         /*
2851          * A previous I/O error may have been due to temporary
2852          * failures.
2853          * Clear page error before actual read, PG_error will be
2854          * set again if read page fails.
2855          */
2856         ClearPageError(page);
2857         goto filler;
2858
2859 out:
2860         mark_page_accessed(page);
2861         return page;
2862 }
2863
2864 /**
2865  * read_cache_page - read into page cache, fill it if needed
2866  * @mapping:    the page's address_space
2867  * @index:      the page index
2868  * @filler:     function to perform the read
2869  * @data:       first arg to filler(data, page) function, often left as NULL
2870  *
2871  * Read into the page cache. If a page already exists, and PageUptodate() is
2872  * not set, try to fill the page and wait for it to become unlocked.
2873  *
2874  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
2875  *
2876  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
2877  */
2878 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
2879                                 pgoff_t index,
2880                                 int (*filler)(void *, struct page *),
2881                                 void *data)
2882 {
2883         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, data,
2884                         mapping_gfp_mask(mapping));
2885 }
2886 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
2887
2888 /**
2889  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
2890  * @mapping:    the page's address_space
2891  * @index:      the page index
2892  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
2893  *
2894  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
2895  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
2896  *
2897  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
2898  *
2899  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
2900  */
2901 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
2902                                 pgoff_t index,
2903                                 gfp_t gfp)
2904 {
2905         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
2906 }
2907 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
2908
2909 /*
2910  * Don't operate on ranges the page cache doesn't support, and don't exceed the
2911  * LFS limits.  If pos is under the limit it becomes a short access.  If it
2912  * exceeds the limit we return -EFBIG.
2913  */
2914 static int generic_write_check_limits(struct file *file, loff_t pos,
2915                                       loff_t *count)
2916 {
2917         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
2918         loff_t max_size = inode->i_sb->s_maxbytes;
2919         loff_t limit = rlimit(RLIMIT_FSIZE);
2920
2921         if (limit != RLIM_INFINITY) {
2922                 if (pos >= limit) {
2923                         send_sig(SIGXFSZ, current, 0);
2924                         return -EFBIG;
2925                 }
2926                 *count = min(*count, limit - pos);
2927         }
2928
2929         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE))
2930                 max_size = MAX_NON_LFS;
2931
2932         if (unlikely(pos >= max_size))
2933                 return -EFBIG;
2934
2935         *count = min(*count, max_size - pos);
2936
2937         return 0;
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Performs necessary checks before doing a write
2942  *
2943  * Can adjust writing position or amount of bytes to write.
2944  * Returns appropriate error code that caller should return or
2945  * zero in case that write should be allowed.
2946  */
2947 inline ssize_t generic_write_checks(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
2948 {
2949         struct file *file = iocb->ki_filp;
2950         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
2951         loff_t count;
2952         int ret;
2953
2954         if (IS_SWAPFILE(inode))
2955                 return -ETXTBSY;
2956
2957         if (!iov_iter_count(from))
2958                 return 0;
2959
2960         /* FIXME: this is for backwards compatibility with 2.4 */
2961         if (iocb->ki_flags & IOCB_APPEND)
2962                 iocb->ki_pos = i_size_read(inode);
2963
2964         if ((iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) && !(iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT))
2965                 return -EINVAL;
2966
2967         count = iov_iter_count(from);
2968         ret = generic_write_check_limits(file, iocb->ki_pos, &count);
2969         if (ret)
2970                 return ret;
2971
2972         iov_iter_truncate(from, count);
2973         return iov_iter_count(from);
2974 }
2975 EXPORT_SYMBOL(generic_write_checks);
2976
2977 /*
2978  * Performs necessary checks before doing a clone.
2979  *
2980  * Can adjust amount of bytes to clone via @req_count argument.
2981  * Returns appropriate error code that caller should return or
2982  * zero in case the clone should be allowed.
2983  */
2984 int generic_remap_checks(struct file *file_in, loff_t pos_in,
2985                          struct file *file_out, loff_t pos_out,
2986                          loff_t *req_count, unsigned int remap_flags)
2987 {
2988         struct inode *inode_in = file_in->f_mapping->host;
2989         struct inode *inode_out = file_out->f_mapping->host;
2990         uint64_t count = *req_count;
2991         uint64_t bcount;
2992         loff_t size_in, size_out;
2993         loff_t bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
2994         int ret;
2995
2996         /* The start of both ranges must be aligned to an fs block. */
2997         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out, bs))
2998                 return -EINVAL;
2999
3000         /* Ensure offsets don't wrap. */
3001         if (pos_in + count < pos_in || pos_out + count < pos_out)
3002                 return -EINVAL;
3003
3004         size_in = i_size_read(inode_in);
3005         size_out = i_size_read(inode_out);
3006
3007         /* Dedupe requires both ranges to be within EOF. */
3008         if ((remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP) &&
3009             (pos_in >= size_in || pos_in + count > size_in ||
3010              pos_out >= size_out || pos_out + count > size_out))
3011                 return -EINVAL;
3012
3013         /* Ensure the infile range is within the infile. */
3014         if (pos_in >= size_in)
3015                 return -EINVAL;
3016         count = min(count, size_in - (uint64_t)pos_in);
3017
3018         ret = generic_write_check_limits(file_out, pos_out, &count);
3019         if (ret)
3020                 return ret;
3021
3022         /*
3023          * If the user wanted us to link to the infile's EOF, round up to the
3024          * next block boundary for this check.
3025          *
3026          * Otherwise, make sure the count is also block-aligned, having
3027          * already confirmed the starting offsets' block alignment.
3028          */
3029         if (pos_in + count == size_in) {
3030                 bcount = ALIGN(size_in, bs) - pos_in;
3031         } else {
3032                 if (!IS_ALIGNED(count, bs))
3033                         count = ALIGN_DOWN(count, bs);
3034                 bcount = count;
3035         }
3036
3037         /* Don't allow overlapped cloning within the same file. */
3038         if (inode_in == inode_out &&
3039             pos_out + bcount > pos_in &&
3040             pos_out < pos_in + bcount)
3041                 return -EINVAL;
3042
3043         /*
3044          * We shortened the request but the caller can't deal with that, so
3045          * bounce the request back to userspace.
3046          */
3047         if (*req_count != count && !(remap_flags & REMAP_FILE_CAN_SHORTEN))
3048                 return -EINVAL;
3049
3050         *req_count = count;
3051         return 0;
3052 }
3053
3054
3055 /*
3056  * Performs common checks before doing a file copy/clone
3057  * from @file_in to @file_out.
3058  */
3059 int generic_file_rw_checks(struct file *file_in, struct file *file_out)
3060 {
3061         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
3062         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
3063
3064         /* Don't copy dirs, pipes, sockets... */
3065         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
3066                 return -EISDIR;
3067         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
3068                 return -EINVAL;
3069
3070         if (!(file_in->f_mode & FMODE_READ) ||
3071             !(file_out->f_mode & FMODE_WRITE) ||
3072             (file_out->f_flags & O_APPEND))
3073                 return -EBADF;
3074
3075         return 0;
3076 }
3077
3078 /*
3079  * Performs necessary checks before doing a file copy
3080  *
3081  * Can adjust amount of bytes to copy via @req_count argument.
3082  * Returns appropriate error code that caller should return or
3083  * zero in case the copy should be allowed.
3084  */
3085 int generic_copy_file_checks(struct file *file_in, loff_t pos_in,
3086                              struct file *file_out, loff_t pos_out,
3087                              size_t *req_count, unsigned int flags)
3088 {
3089         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
3090         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
3091         uint64_t count = *req_count;
3092         loff_t size_in;
3093         int ret;
3094
3095         ret = generic_file_rw_checks(file_in, file_out);
3096         if (ret)
3097                 return ret;
3098
3099         /* Don't touch certain kinds of inodes */
3100         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
3101                 return -EPERM;
3102
3103         if (IS_SWAPFILE(inode_in) || IS_SWAPFILE(inode_out))
3104                 return -ETXTBSY;
3105
3106         /* Ensure offsets don't wrap. */
3107         if (pos_in + count < pos_in || pos_out + count < pos_out)
3108                 return -EOVERFLOW;
3109
3110         /* Shorten the copy to EOF */
3111         size_in = i_size_read(inode_in);
3112         if (pos_in >= size_in)
3113                 count = 0;
3114         else
3115                 count = min(count, size_in - (uint64_t)pos_in);
3116
3117         ret = generic_write_check_limits(file_out, pos_out, &count);
3118         if (ret)
3119                 return ret;
3120
3121         /* Don't allow overlapped copying within the same file. */
3122         if (inode_in == inode_out &&
3123             pos_out + count > pos_in &&
3124             pos_out < pos_in + count)
3125                 return -EINVAL;
3126
3127         *req_count = count;
3128         return 0;
3129 }
3130
3131 int pagecache_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
3132                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
3133                                 struct page **pagep, void **fsdata)
3134 {
3135         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3136
3137         return aops->write_begin(file, mapping, pos, len, flags,
3138                                                         pagep, fsdata);
3139 }
3140 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_begin);
3141
3142 int pagecache_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
3143                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
3144                                 struct page *page, void *fsdata)
3145 {
3146         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3147
3148         return aops->write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
3149 }
3150 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_end);
3151
3152 /*
3153  * Warn about a page cache invalidation failure during a direct I/O write.
3154  */
3155 void dio_warn_stale_pagecache(struct file *filp)
3156 {
3157         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, 86400 * HZ, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3158         char pathname[128];
3159         struct inode *inode = file_inode(filp);
3160         char *path;
3161
3162         errseq_set(&inode->i_mapping->wb_err, -EIO);
3163         if (__ratelimit(&_rs)) {
3164                 path = file_path(filp, pathname, sizeof(pathname));
3165                 if (IS_ERR(path))
3166                         path = "(unknown)";
3167                 pr_crit("Page cache invalidation failure on direct I/O.  Possible data corruption due to collision with buffered I/O!\n");
3168                 pr_crit("File: %s PID: %d Comm: %.20s\n", path, current->pid,
3169                         current->comm);
3170         }
3171 }
3172
3173 ssize_t
3174 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3175 {
3176         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3177         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3178         struct inode    *inode = mapping->host;
3179         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3180         ssize_t         written;
3181         size_t          write_len;
3182         pgoff_t         end;
3183
3184         write_len = iov_iter_count(from);
3185         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3186
3187         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3188                 /* If there are pages to writeback, return */
3189                 if (filemap_range_has_page(inode->i_mapping, pos,
3190                                            pos + write_len - 1))
3191                         return -EAGAIN;
3192         } else {
3193                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3194                                                         pos + write_len - 1);
3195                 if (written)
3196                         goto out;
3197         }
3198
3199         /*
3200          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3201          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3202          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3203          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3204          */
3205         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3206                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3207         /*
3208          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3209          * to buffered write.
3210          */
3211         if (written) {
3212                 if (written == -EBUSY)
3213                         return 0;
3214                 goto out;
3215         }
3216
3217         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3218
3219         /*
3220          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3221          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3222          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3223          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3224          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3225          * fails, tough, the write still worked...
3226          *
3227          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3228          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3229          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3230          * them by removing it completely.
3231          *
3232          * Noticeable example is a blkdev_direct_IO().
3233          *
3234          * Skip invalidation for async writes or if mapping has no pages.
3235          */
3236         if (written > 0 && mapping->nrpages &&
3237             invalidate_inode_pages2_range(mapping, pos >> PAGE_SHIFT, end))
3238                 dio_warn_stale_pagecache(file);
3239
3240         if (written > 0) {
3241                 pos += written;
3242                 write_len -= written;
3243                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3244                         i_size_write(inode, pos);
3245                         mark_inode_dirty(inode);
3246                 }
3247                 iocb->ki_pos = pos;
3248         }
3249         iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3250 out:
3251         return written;
3252 }
3253 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3254
3255 /*
3256  * Find or create a page at the given pagecache position. Return the locked
3257  * page. This function is specifically for buffered writes.
3258  */
3259 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
3260                                         pgoff_t index, unsigned flags)
3261 {
3262         struct page *page;
3263         int fgp_flags = FGP_LOCK|FGP_WRITE|FGP_CREAT;
3264
3265         if (flags & AOP_FLAG_NOFS)
3266                 fgp_flags |= FGP_NOFS;
3267
3268         page = pagecache_get_page(mapping, index, fgp_flags,
3269                         mapping_gfp_mask(mapping));
3270         if (page)
3271                 wait_for_stable_page(page);
3272
3273         return page;
3274 }
3275 EXPORT_SYMBOL(grab_cache_page_write_begin);
3276
3277 ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
3278                                 struct iov_iter *i, loff_t pos)
3279 {
3280         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3281         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3282         long status = 0;
3283         ssize_t written = 0;
3284         unsigned int flags = 0;
3285
3286         do {
3287                 struct page *page;
3288                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3289                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3290                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3291                 void *fsdata;
3292
3293                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3294                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3295                                                 iov_iter_count(i));
3296
3297 again:
3298                 /*
3299                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3300                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3301                  * same page as we're writing to, without it being marked
3302                  * up-to-date.
3303                  *
3304                  * Not only is this an optimisation, but it is also required
3305                  * to check that the address is actually valid, when atomic
3306                  * usercopies are used, below.
3307                  */
3308                 if (unlikely(iov_iter_fault_in_readable(i, bytes))) {
3309                         status = -EFAULT;
3310                         break;
3311                 }
3312
3313                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3314                         status = -EINTR;
3315                         break;
3316                 }
3317
3318                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
3319                                                 &page, &fsdata);
3320                 if (unlikely(status < 0))
3321                         break;
3322
3323                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3324                         flush_dcache_page(page);
3325
3326                 copied = iov_iter_copy_from_user_atomic(page, i, offset, bytes);
3327                 flush_dcache_page(page);
3328
3329                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3330                                                 page, fsdata);
3331                 if (unlikely(status < 0))
3332                         break;
3333                 copied = status;
3334
3335                 cond_resched();
3336
3337                 iov_iter_advance(i, copied);
3338                 if (unlikely(copied == 0)) {
3339                         /*
3340                          * If we were unable to copy any data at all, we must
3341                          * fall back to a single segment length write.
3342                          *
3343                          * If we didn't fallback here, we could livelock
3344                          * because not all segments in the iov can be copied at
3345                          * once without a pagefault.
3346                          */
3347                         bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3348                                                 iov_iter_single_seg_count(i));
3349                         goto again;
3350                 }
3351                 pos += copied;
3352                 written += copied;
3353
3354                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3355         } while (iov_iter_count(i));
3356
3357         return written ? written : status;
3358 }
3359 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3360
3361 /**
3362  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3363  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3364  * @from:       iov_iter with data to write
3365  *
3366  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3367  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3368  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3369  * do direct IO or a standard buffered write.
3370  *
3371  * It expects i_mutex to be grabbed unless we work on a block device or similar
3372  * object which does not need locking at all.
3373  *
3374  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3375  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3376  * avoid syncing under i_mutex.
3377  *
3378  * Return:
3379  * * number of bytes written, even for truncated writes
3380  * * negative error code if no data has been written at all
3381  */
3382 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3383 {
3384         struct file *file = iocb->ki_filp;
3385         struct address_space * mapping = file->f_mapping;
3386         struct inode    *inode = mapping->host;
3387         ssize_t         written = 0;
3388         ssize_t         err;
3389         ssize_t         status;
3390
3391         /* We can write back this queue in page reclaim */
3392         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3393         err = file_remove_privs(file);
3394         if (err)
3395                 goto out;
3396
3397         err = file_update_time(file);
3398         if (err)
3399                 goto out;
3400
3401         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3402                 loff_t pos, endbyte;
3403
3404                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3405                 /*
3406                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3407                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3408                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3409                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3410                  * page-cache pages correctly).
3411                  */
3412                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3413                         goto out;
3414
3415                 status = generic_perform_write(file, from, pos = iocb->ki_pos);
3416                 /*
3417                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3418                  * then we want to return the number of bytes which were
3419                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3420                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3421                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3422                  */
3423                 if (unlikely(status < 0)) {
3424                         err = status;
3425                         goto out;
3426                 }
3427                 /*
3428                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3429                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3430                  * semantics.
3431                  */
3432                 endbyte = pos + status - 1;
3433                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3434                 if (err == 0) {
3435                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3436                         written += status;
3437                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3438                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3439                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3440                 } else {
3441                         /*
3442                          * We don't know how much we wrote, so just return
3443                          * the number of bytes which were direct-written
3444                          */
3445                 }
3446         } else {
3447                 written = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
3448                 if (likely(written > 0))
3449                         iocb->ki_pos += written;
3450         }
3451 out:
3452         current->backing_dev_info = NULL;
3453         return written ? written : err;
3454 }
3455 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3456
3457 /**
3458  * generic_file_write_iter - write data to a file
3459  * @iocb:       IO state structure
3460  * @from:       iov_iter with data to write
3461  *
3462  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3463  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3464  * and acquires i_mutex as needed.
3465  * Return:
3466  * * negative error code if no data has been written at all of
3467  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3468  * * number of bytes written, even for truncated writes
3469  */
3470 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3471 {
3472         struct file *file = iocb->ki_filp;
3473         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3474         ssize_t ret;
3475
3476         inode_lock(inode);
3477         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3478         if (ret > 0)
3479                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3480         inode_unlock(inode);
3481
3482         if (ret > 0)
3483                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3484         return ret;
3485 }
3486 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3487
3488 /**
3489  * try_to_release_page() - release old fs-specific metadata on a page
3490  *
3491  * @page: the page which the kernel is trying to free
3492  * @gfp_mask: memory allocation flags (and I/O mode)
3493  *
3494  * The address_space is to try to release any data against the page
3495  * (presumably at page->private).
3496  *
3497  * This may also be called if PG_fscache is set on a page, indicating that the
3498  * page is known to the local caching routines.
3499  *
3500  * The @gfp_mask argument specifies whether I/O may be performed to release
3501  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3502  *
3503  * Return: %1 if the release was successful, otherwise return zero.
3504  */
3505 int try_to_release_page(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
3506 {
3507         struct address_space * const mapping = page->mapping;
3508
3509         BUG_ON(!PageLocked(page));
3510         if (PageWriteback(page))
3511                 return 0;
3512
3513         if (mapping && mapping->a_ops->releasepage)
3514                 return mapping->a_ops->releasepage(page, gfp_mask);
3515         return try_to_free_buffers(page);
3516 }
3517
3518 EXPORT_SYMBOL(try_to_release_page);