Merge tag 'for-5.15-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kdave/linux
[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 <linux/page_idle.h>
45 #include <asm/pgalloc.h>
46 #include <asm/tlbflush.h>
47 #include "internal.h"
48
49 #define CREATE_TRACE_POINTS
50 #include <trace/events/filemap.h>
51
52 /*
53  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
54  */
55 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
56
57 #include <asm/mman.h>
58
59 /*
60  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
61  * though.
62  *
63  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
64  *
65  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
66  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
67  *
68  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
69  */
70
71 /*
72  * Lock ordering:
73  *
74  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
75  *    ->private_lock            (__free_pte->__set_page_dirty_buffers)
76  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
77  *        ->i_pages lock
78  *
79  *  ->i_rwsem
80  *    ->invalidate_lock         (acquired by fs in truncate path)
81  *      ->i_mmap_rwsem          (truncate->unmap_mapping_range)
82  *
83  *  ->mmap_lock
84  *    ->i_mmap_rwsem
85  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
86  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
87  *
88  *  ->mmap_lock
89  *    ->invalidate_lock         (filemap_fault)
90  *      ->lock_page             (filemap_fault, access_process_vm)
91  *
92  *  ->i_rwsem                   (generic_perform_write)
93  *    ->mmap_lock               (fault_in_pages_readable->do_page_fault)
94  *
95  *  bdi->wb.list_lock
96  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
97  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
98  *
99  *  ->i_mmap_rwsem
100  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
101  *
102  *  ->anon_vma.lock
103  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
104  *
105  *  ->page_table_lock or pte_lock
106  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
107  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
108  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
109  *    ->lruvec->lru_lock        (follow_page->mark_page_accessed)
110  *    ->lruvec->lru_lock        (check_pte_range->isolate_lru_page)
111  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
112  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
113  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
114  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
115  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
116  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
117  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
118  *    ->private_lock            (zap_pte_range->__set_page_dirty_buffers)
119  *
120  * ->i_mmap_rwsem
121  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
122  */
123
124 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
125                                    struct page *page, void *shadow)
126 {
127         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, page->index);
128         unsigned int nr = 1;
129
130         mapping_set_update(&xas, mapping);
131
132         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
133         if (!PageHuge(page)) {
134                 xas_set_order(&xas, page->index, compound_order(page));
135                 nr = compound_nr(page);
136         }
137
138         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
139         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
140         VM_BUG_ON_PAGE(nr != 1 && shadow, page);
141
142         xas_store(&xas, shadow);
143         xas_init_marks(&xas);
144
145         page->mapping = NULL;
146         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
147         mapping->nrpages -= nr;
148 }
149
150 static void unaccount_page_cache_page(struct address_space *mapping,
151                                       struct page *page)
152 {
153         int nr;
154
155         /*
156          * if we're uptodate, flush out into the cleancache, otherwise
157          * invalidate any existing cleancache entries.  We can't leave
158          * stale data around in the cleancache once our page is gone
159          */
160         if (PageUptodate(page) && PageMappedToDisk(page))
161                 cleancache_put_page(page);
162         else
163                 cleancache_invalidate_page(mapping, page);
164
165         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
166         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
167         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(page_mapped(page))) {
168                 int mapcount;
169
170                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
171                          current->comm, page_to_pfn(page));
172                 dump_page(page, "still mapped when deleted");
173                 dump_stack();
174                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
175
176                 mapcount = page_mapcount(page);
177                 if (mapping_exiting(mapping) &&
178                     page_count(page) >= mapcount + 2) {
179                         /*
180                          * All vmas have already been torn down, so it's
181                          * a good bet that actually the page is unmapped,
182                          * and we'd prefer not to leak it: if we're wrong,
183                          * some other bad page check should catch it later.
184                          */
185                         page_mapcount_reset(page);
186                         page_ref_sub(page, mapcount);
187                 }
188         }
189
190         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
191         if (PageHuge(page))
192                 return;
193
194         nr = thp_nr_pages(page);
195
196         __mod_lruvec_page_state(page, NR_FILE_PAGES, -nr);
197         if (PageSwapBacked(page)) {
198                 __mod_lruvec_page_state(page, NR_SHMEM, -nr);
199                 if (PageTransHuge(page))
200                         __mod_lruvec_page_state(page, NR_SHMEM_THPS, -nr);
201         } else if (PageTransHuge(page)) {
202                 __mod_lruvec_page_state(page, NR_FILE_THPS, -nr);
203                 filemap_nr_thps_dec(mapping);
204         }
205
206         /*
207          * At this point page must be either written or cleaned by
208          * truncate.  Dirty page here signals a bug and loss of
209          * unwritten data.
210          *
211          * This fixes dirty accounting after removing the page entirely
212          * but leaves PageDirty set: it has no effect for truncated
213          * page and anyway will be cleared before returning page into
214          * buddy allocator.
215          */
216         if (WARN_ON_ONCE(PageDirty(page)))
217                 account_page_cleaned(page, mapping, inode_to_wb(mapping->host));
218 }
219
220 /*
221  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
222  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
223  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
224  */
225 void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow)
226 {
227         struct address_space *mapping = page->mapping;
228
229         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(page);
230
231         unaccount_page_cache_page(mapping, page);
232         page_cache_delete(mapping, page, shadow);
233 }
234
235 static void page_cache_free_page(struct address_space *mapping,
236                                 struct page *page)
237 {
238         void (*freepage)(struct page *);
239
240         freepage = mapping->a_ops->freepage;
241         if (freepage)
242                 freepage(page);
243
244         if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page)) {
245                 page_ref_sub(page, thp_nr_pages(page));
246                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) <= 0, page);
247         } else {
248                 put_page(page);
249         }
250 }
251
252 /**
253  * delete_from_page_cache - delete page from page cache
254  * @page: the page which the kernel is trying to remove from page cache
255  *
256  * This must be called only on pages that have been verified to be in the page
257  * cache and locked.  It will never put the page into the free list, the caller
258  * has a reference on the page.
259  */
260 void delete_from_page_cache(struct page *page)
261 {
262         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
263         unsigned long flags;
264
265         BUG_ON(!PageLocked(page));
266         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
267         __delete_from_page_cache(page, NULL);
268         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
269
270         page_cache_free_page(mapping, page);
271 }
272 EXPORT_SYMBOL(delete_from_page_cache);
273
274 /*
275  * page_cache_delete_batch - delete several pages from page cache
276  * @mapping: the mapping to which pages belong
277  * @pvec: pagevec with pages to delete
278  *
279  * The function walks over mapping->i_pages and removes pages passed in @pvec
280  * from the mapping. The function expects @pvec to be sorted by page index
281  * and is optimised for it to be dense.
282  * It tolerates holes in @pvec (mapping entries at those indices are not
283  * modified). The function expects only THP head pages to be present in the
284  * @pvec.
285  *
286  * The function expects the i_pages lock to be held.
287  */
288 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
289                              struct pagevec *pvec)
290 {
291         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, pvec->pages[0]->index);
292         int total_pages = 0;
293         int i = 0;
294         struct page *page;
295
296         mapping_set_update(&xas, mapping);
297         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
298                 if (i >= pagevec_count(pvec))
299                         break;
300
301                 /* A swap/dax/shadow entry got inserted? Skip it. */
302                 if (xa_is_value(page))
303                         continue;
304                 /*
305                  * A page got inserted in our range? Skip it. We have our
306                  * pages locked so they are protected from being removed.
307                  * If we see a page whose index is higher than ours, it
308                  * means our page has been removed, which shouldn't be
309                  * possible because we're holding the PageLock.
310                  */
311                 if (page != pvec->pages[i]) {
312                         VM_BUG_ON_PAGE(page->index > pvec->pages[i]->index,
313                                         page);
314                         continue;
315                 }
316
317                 WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
318
319                 if (page->index == xas.xa_index)
320                         page->mapping = NULL;
321                 /* Leave page->index set: truncation lookup relies on it */
322
323                 /*
324                  * Move to the next page in the vector if this is a regular
325                  * page or the index is of the last sub-page of this compound
326                  * page.
327                  */
328                 if (page->index + compound_nr(page) - 1 == xas.xa_index)
329                         i++;
330                 xas_store(&xas, NULL);
331                 total_pages++;
332         }
333         mapping->nrpages -= total_pages;
334 }
335
336 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
337                                   struct pagevec *pvec)
338 {
339         int i;
340         unsigned long flags;
341
342         if (!pagevec_count(pvec))
343                 return;
344
345         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
346         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
347                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(pvec->pages[i]);
348
349                 unaccount_page_cache_page(mapping, pvec->pages[i]);
350         }
351         page_cache_delete_batch(mapping, pvec);
352         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
353
354         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++)
355                 page_cache_free_page(mapping, pvec->pages[i]);
356 }
357
358 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
359 {
360         int ret = 0;
361         /* Check for outstanding write errors */
362         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
363             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
364                 ret = -ENOSPC;
365         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
366             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
367                 ret = -EIO;
368         return ret;
369 }
370 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
371
372 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
373 {
374         /* Check for outstanding write errors */
375         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
376                 return -EIO;
377         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
378                 return -ENOSPC;
379         return 0;
380 }
381
382 /**
383  * filemap_fdatawrite_wbc - start writeback on mapping dirty pages in range
384  * @mapping:    address space structure to write
385  * @wbc:        the writeback_control controlling the writeout
386  *
387  * Call writepages on the mapping using the provided wbc to control the
388  * writeout.
389  *
390  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
391  */
392 int filemap_fdatawrite_wbc(struct address_space *mapping,
393                            struct writeback_control *wbc)
394 {
395         int ret;
396
397         if (!mapping_can_writeback(mapping) ||
398             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
399                 return 0;
400
401         wbc_attach_fdatawrite_inode(wbc, mapping->host);
402         ret = do_writepages(mapping, wbc);
403         wbc_detach_inode(wbc);
404         return ret;
405 }
406 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_wbc);
407
408 /**
409  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
410  * @mapping:    address space structure to write
411  * @start:      offset in bytes where the range starts
412  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
413  * @sync_mode:  enable synchronous operation
414  *
415  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
416  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
417  *
418  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
419  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
420  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
421  * be waited upon, and not just skipped over.
422  *
423  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
424  */
425 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
426                                 loff_t end, int sync_mode)
427 {
428         struct writeback_control wbc = {
429                 .sync_mode = sync_mode,
430                 .nr_to_write = LONG_MAX,
431                 .range_start = start,
432                 .range_end = end,
433         };
434
435         return filemap_fdatawrite_wbc(mapping, &wbc);
436 }
437
438 static inline int __filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping,
439         int sync_mode)
440 {
441         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, 0, LLONG_MAX, sync_mode);
442 }
443
444 int filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping)
445 {
446         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_ALL);
447 }
448 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite);
449
450 int filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
451                                 loff_t end)
452 {
453         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end, WB_SYNC_ALL);
454 }
455 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_range);
456
457 /**
458  * filemap_flush - mostly a non-blocking flush
459  * @mapping:    target address_space
460  *
461  * This is a mostly non-blocking flush.  Not suitable for data-integrity
462  * purposes - I/O may not be started against all dirty pages.
463  *
464  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
465  */
466 int filemap_flush(struct address_space *mapping)
467 {
468         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_NONE);
469 }
470 EXPORT_SYMBOL(filemap_flush);
471
472 /**
473  * filemap_range_has_page - check if a page exists in range.
474  * @mapping:           address space within which to check
475  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
476  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
477  *
478  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
479  * direct writing in this range will trigger a writeback.
480  *
481  * Return: %true if at least one page exists in the specified range,
482  * %false otherwise.
483  */
484 bool filemap_range_has_page(struct address_space *mapping,
485                            loff_t start_byte, loff_t end_byte)
486 {
487         struct page *page;
488         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
489         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
490
491         if (end_byte < start_byte)
492                 return false;
493
494         rcu_read_lock();
495         for (;;) {
496                 page = xas_find(&xas, max);
497                 if (xas_retry(&xas, page))
498                         continue;
499                 /* Shadow entries don't count */
500                 if (xa_is_value(page))
501                         continue;
502                 /*
503                  * We don't need to try to pin this page; we're about to
504                  * release the RCU lock anyway.  It is enough to know that
505                  * there was a page here recently.
506                  */
507                 break;
508         }
509         rcu_read_unlock();
510
511         return page != NULL;
512 }
513 EXPORT_SYMBOL(filemap_range_has_page);
514
515 static void __filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping,
516                                      loff_t start_byte, loff_t end_byte)
517 {
518         pgoff_t index = start_byte >> PAGE_SHIFT;
519         pgoff_t end = end_byte >> PAGE_SHIFT;
520         struct pagevec pvec;
521         int nr_pages;
522
523         if (end_byte < start_byte)
524                 return;
525
526         pagevec_init(&pvec);
527         while (index <= end) {
528                 unsigned i;
529
530                 nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index,
531                                 end, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
532                 if (!nr_pages)
533                         break;
534
535                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
536                         struct page *page = pvec.pages[i];
537
538                         wait_on_page_writeback(page);
539                         ClearPageError(page);
540                 }
541                 pagevec_release(&pvec);
542                 cond_resched();
543         }
544 }
545
546 /**
547  * filemap_fdatawait_range - wait for writeback to complete
548  * @mapping:            address space structure to wait for
549  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
550  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
551  *
552  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
553  * in the given range and wait for all of them.  Check error status of
554  * the address space and return it.
555  *
556  * Since the error status of the address space is cleared by this function,
557  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
558  * reporting the error.
559  *
560  * Return: error status of the address space.
561  */
562 int filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping, loff_t start_byte,
563                             loff_t end_byte)
564 {
565         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
566         return filemap_check_errors(mapping);
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range);
569
570 /**
571  * filemap_fdatawait_range_keep_errors - wait for writeback to complete
572  * @mapping:            address space structure to wait for
573  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
574  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
575  *
576  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space in the
577  * given range and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait_range(),
578  * this function does not clear error status of the address space.
579  *
580  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
581  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
582  * fsfreeze(8)
583  */
584 int filemap_fdatawait_range_keep_errors(struct address_space *mapping,
585                 loff_t start_byte, loff_t end_byte)
586 {
587         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
588         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
589 }
590 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range_keep_errors);
591
592 /**
593  * file_fdatawait_range - wait for writeback to complete
594  * @file:               file pointing to address space structure to wait for
595  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
596  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
597  *
598  * Walk the list of under-writeback pages of the address space that file
599  * refers to, in the given range and wait for all of them.  Check error
600  * status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor and return it.
601  *
602  * Since the error status of the file is advanced by this function,
603  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
604  * reporting the error.
605  *
606  * Return: error status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor.
607  */
608 int file_fdatawait_range(struct file *file, loff_t start_byte, loff_t end_byte)
609 {
610         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
611
612         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
613         return file_check_and_advance_wb_err(file);
614 }
615 EXPORT_SYMBOL(file_fdatawait_range);
616
617 /**
618  * filemap_fdatawait_keep_errors - wait for writeback without clearing errors
619  * @mapping: address space structure to wait for
620  *
621  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
622  * and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait(), this function
623  * does not clear error status of the address space.
624  *
625  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
626  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
627  * fsfreeze(8)
628  *
629  * Return: error status of the address space.
630  */
631 int filemap_fdatawait_keep_errors(struct address_space *mapping)
632 {
633         __filemap_fdatawait_range(mapping, 0, LLONG_MAX);
634         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
635 }
636 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_keep_errors);
637
638 /* Returns true if writeback might be needed or already in progress. */
639 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
640 {
641         return mapping->nrpages;
642 }
643
644 /**
645  * filemap_range_needs_writeback - check if range potentially needs writeback
646  * @mapping:           address space within which to check
647  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
648  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
649  *
650  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
651  * direct writing in this range will trigger a writeback. Used by O_DIRECT
652  * read/write with IOCB_NOWAIT, to see if the caller needs to do
653  * filemap_write_and_wait_range() before proceeding.
654  *
655  * Return: %true if the caller should do filemap_write_and_wait_range() before
656  * doing O_DIRECT to a page in this range, %false otherwise.
657  */
658 bool filemap_range_needs_writeback(struct address_space *mapping,
659                                    loff_t start_byte, loff_t end_byte)
660 {
661         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
662         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
663         struct page *page;
664
665         if (!mapping_needs_writeback(mapping))
666                 return false;
667         if (!mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY) &&
668             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK))
669                 return false;
670         if (end_byte < start_byte)
671                 return false;
672
673         rcu_read_lock();
674         xas_for_each(&xas, page, max) {
675                 if (xas_retry(&xas, page))
676                         continue;
677                 if (xa_is_value(page))
678                         continue;
679                 if (PageDirty(page) || PageLocked(page) || PageWriteback(page))
680                         break;
681         }
682         rcu_read_unlock();
683         return page != NULL;
684 }
685 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_range_needs_writeback);
686
687 /**
688  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
689  * @mapping:    the address_space for the pages
690  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
691  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
692  *
693  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
694  *
695  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
696  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
697  *
698  * Return: error status of the address space.
699  */
700 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
701                                  loff_t lstart, loff_t lend)
702 {
703         int err = 0;
704
705         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
706                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
707                                                  WB_SYNC_ALL);
708                 /*
709                  * Even if the above returned error, the pages may be
710                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
711                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
712                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
713                  */
714                 if (err != -EIO) {
715                         int err2 = filemap_fdatawait_range(mapping,
716                                                 lstart, lend);
717                         if (!err)
718                                 err = err2;
719                 } else {
720                         /* Clear any previously stored errors */
721                         filemap_check_errors(mapping);
722                 }
723         } else {
724                 err = filemap_check_errors(mapping);
725         }
726         return err;
727 }
728 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
729
730 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
731 {
732         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
733
734         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
735 }
736 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
737
738 /**
739  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
740  *                                 and advance wb_err to current one
741  * @file: struct file on which the error is being reported
742  *
743  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
744  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
745  * since the file was opened if there haven't been any).
746  *
747  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
748  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
749  *
750  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
751  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
752  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
753  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
754  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
755  *
756  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
757  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
758  * the latest value swapped in for this file descriptor.
759  *
760  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
761  */
762 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
763 {
764         int err = 0;
765         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
766         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
767
768         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
769         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
770                 /* Something changed, must use slow path */
771                 spin_lock(&file->f_lock);
772                 old = file->f_wb_err;
773                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
774                                                 &file->f_wb_err);
775                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
776                 spin_unlock(&file->f_lock);
777         }
778
779         /*
780          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
781          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
782          * that the legacy code would have had on these flags.
783          */
784         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
785         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
786         return err;
787 }
788 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
789
790 /**
791  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
792  * @file:       file pointing to address_space with pages
793  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
794  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
795  *
796  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
797  *
798  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
799  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
800  *
801  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
802  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
803  *
804  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
805  */
806 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
807 {
808         int err = 0, err2;
809         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
810
811         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
812                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
813                                                  WB_SYNC_ALL);
814                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
815                 if (err != -EIO)
816                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
817         }
818         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
819         if (!err)
820                 err = err2;
821         return err;
822 }
823 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
824
825 /**
826  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
827  * @old:        page to be replaced
828  * @new:        page to replace with
829  *
830  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
831  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
832  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
833  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
834  * caller must do that.
835  *
836  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
837  */
838 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new)
839 {
840         struct address_space *mapping = old->mapping;
841         void (*freepage)(struct page *) = mapping->a_ops->freepage;
842         pgoff_t offset = old->index;
843         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
844         unsigned long flags;
845
846         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(old), old);
847         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(new), new);
848         VM_BUG_ON_PAGE(new->mapping, new);
849
850         get_page(new);
851         new->mapping = mapping;
852         new->index = offset;
853
854         mem_cgroup_migrate(old, new);
855
856         xas_lock_irqsave(&xas, flags);
857         xas_store(&xas, new);
858
859         old->mapping = NULL;
860         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
861         if (!PageHuge(old))
862                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_FILE_PAGES);
863         if (!PageHuge(new))
864                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
865         if (PageSwapBacked(old))
866                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_SHMEM);
867         if (PageSwapBacked(new))
868                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_SHMEM);
869         xas_unlock_irqrestore(&xas, flags);
870         if (freepage)
871                 freepage(old);
872         put_page(old);
873 }
874 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
875
876 noinline int __add_to_page_cache_locked(struct page *page,
877                                         struct address_space *mapping,
878                                         pgoff_t offset, gfp_t gfp,
879                                         void **shadowp)
880 {
881         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
882         int huge = PageHuge(page);
883         int error;
884         bool charged = false;
885
886         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
887         VM_BUG_ON_PAGE(PageSwapBacked(page), page);
888         mapping_set_update(&xas, mapping);
889
890         get_page(page);
891         page->mapping = mapping;
892         page->index = offset;
893
894         if (!huge) {
895                 error = mem_cgroup_charge(page, NULL, gfp);
896                 if (error)
897                         goto error;
898                 charged = true;
899         }
900
901         gfp &= GFP_RECLAIM_MASK;
902
903         do {
904                 unsigned int order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
905                 void *entry, *old = NULL;
906
907                 if (order > thp_order(page))
908                         xas_split_alloc(&xas, xa_load(xas.xa, xas.xa_index),
909                                         order, gfp);
910                 xas_lock_irq(&xas);
911                 xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
912                         old = entry;
913                         if (!xa_is_value(entry)) {
914                                 xas_set_err(&xas, -EEXIST);
915                                 goto unlock;
916                         }
917                 }
918
919                 if (old) {
920                         if (shadowp)
921                                 *shadowp = old;
922                         /* entry may have been split before we acquired lock */
923                         order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
924                         if (order > thp_order(page)) {
925                                 xas_split(&xas, old, order);
926                                 xas_reset(&xas);
927                         }
928                 }
929
930                 xas_store(&xas, page);
931                 if (xas_error(&xas))
932                         goto unlock;
933
934                 mapping->nrpages++;
935
936                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
937                 if (!huge)
938                         __inc_lruvec_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
939 unlock:
940                 xas_unlock_irq(&xas);
941         } while (xas_nomem(&xas, gfp));
942
943         if (xas_error(&xas)) {
944                 error = xas_error(&xas);
945                 if (charged)
946                         mem_cgroup_uncharge(page);
947                 goto error;
948         }
949
950         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(page);
951         return 0;
952 error:
953         page->mapping = NULL;
954         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
955         put_page(page);
956         return error;
957 }
958 ALLOW_ERROR_INJECTION(__add_to_page_cache_locked, ERRNO);
959
960 /**
961  * add_to_page_cache_locked - add a locked page to the pagecache
962  * @page:       page to add
963  * @mapping:    the page's address_space
964  * @offset:     page index
965  * @gfp_mask:   page allocation mode
966  *
967  * This function is used to add a page to the pagecache. It must be locked.
968  * This function does not add the page to the LRU.  The caller must do that.
969  *
970  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
971  */
972 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
973                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
974 {
975         return __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
976                                           gfp_mask, NULL);
977 }
978 EXPORT_SYMBOL(add_to_page_cache_locked);
979
980 int add_to_page_cache_lru(struct page *page, struct address_space *mapping,
981                                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
982 {
983         void *shadow = NULL;
984         int ret;
985
986         __SetPageLocked(page);
987         ret = __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
988                                          gfp_mask, &shadow);
989         if (unlikely(ret))
990                 __ClearPageLocked(page);
991         else {
992                 /*
993                  * The page might have been evicted from cache only
994                  * recently, in which case it should be activated like
995                  * any other repeatedly accessed page.
996                  * The exception is pages getting rewritten; evicting other
997                  * data from the working set, only to cache data that will
998                  * get overwritten with something else, is a waste of memory.
999                  */
1000                 WARN_ON_ONCE(PageActive(page));
1001                 if (!(gfp_mask & __GFP_WRITE) && shadow)
1002                         workingset_refault(page, shadow);
1003                 lru_cache_add(page);
1004         }
1005         return ret;
1006 }
1007 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_to_page_cache_lru);
1008
1009 #ifdef CONFIG_NUMA
1010 struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp)
1011 {
1012         int n;
1013         struct page *page;
1014
1015         if (cpuset_do_page_mem_spread()) {
1016                 unsigned int cpuset_mems_cookie;
1017                 do {
1018                         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1019                         n = cpuset_mem_spread_node();
1020                         page = __alloc_pages_node(n, gfp, 0);
1021                 } while (!page && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1022
1023                 return page;
1024         }
1025         return alloc_pages(gfp, 0);
1026 }
1027 EXPORT_SYMBOL(__page_cache_alloc);
1028 #endif
1029
1030 /*
1031  * filemap_invalidate_lock_two - lock invalidate_lock for two mappings
1032  *
1033  * Lock exclusively invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
1034  *
1035  * @mapping1: the first mapping to lock
1036  * @mapping2: the second mapping to lock
1037  */
1038 void filemap_invalidate_lock_two(struct address_space *mapping1,
1039                                  struct address_space *mapping2)
1040 {
1041         if (mapping1 > mapping2)
1042                 swap(mapping1, mapping2);
1043         if (mapping1)
1044                 down_write(&mapping1->invalidate_lock);
1045         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1046                 down_write_nested(&mapping2->invalidate_lock, 1);
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_lock_two);
1049
1050 /*
1051  * filemap_invalidate_unlock_two - unlock invalidate_lock for two mappings
1052  *
1053  * Unlock exclusive invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
1054  *
1055  * @mapping1: the first mapping to unlock
1056  * @mapping2: the second mapping to unlock
1057  */
1058 void filemap_invalidate_unlock_two(struct address_space *mapping1,
1059                                    struct address_space *mapping2)
1060 {
1061         if (mapping1)
1062                 up_write(&mapping1->invalidate_lock);
1063         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1064                 up_write(&mapping2->invalidate_lock);
1065 }
1066 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_unlock_two);
1067
1068 /*
1069  * In order to wait for pages to become available there must be
1070  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
1071  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
1072  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
1073  * become available, and for the woken contexts to check to be
1074  * sure the appropriate page became available, this saves space
1075  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
1076  * collisions.
1077  */
1078 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
1079 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
1080 static wait_queue_head_t page_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
1081
1082 static wait_queue_head_t *page_waitqueue(struct page *page)
1083 {
1084         return &page_wait_table[hash_ptr(page, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
1085 }
1086
1087 void __init pagecache_init(void)
1088 {
1089         int i;
1090
1091         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
1092                 init_waitqueue_head(&page_wait_table[i]);
1093
1094         page_writeback_init();
1095 }
1096
1097 /*
1098  * The page wait code treats the "wait->flags" somewhat unusually, because
1099  * we have multiple different kinds of waits, not just the usual "exclusive"
1100  * one.
1101  *
1102  * We have:
1103  *
1104  *  (a) no special bits set:
1105  *
1106  *      We're just waiting for the bit to be released, and when a waker
1107  *      calls the wakeup function, we set WQ_FLAG_WOKEN and wake it up,
1108  *      and remove it from the wait queue.
1109  *
1110  *      Simple and straightforward.
1111  *
1112  *  (b) WQ_FLAG_EXCLUSIVE:
1113  *
1114  *      The waiter is waiting to get the lock, and only one waiter should
1115  *      be woken up to avoid any thundering herd behavior. We'll set the
1116  *      WQ_FLAG_WOKEN bit, wake it up, and remove it from the wait queue.
1117  *
1118  *      This is the traditional exclusive wait.
1119  *
1120  *  (c) WQ_FLAG_EXCLUSIVE | WQ_FLAG_CUSTOM:
1121  *
1122  *      The waiter is waiting to get the bit, and additionally wants the
1123  *      lock to be transferred to it for fair lock behavior. If the lock
1124  *      cannot be taken, we stop walking the wait queue without waking
1125  *      the waiter.
1126  *
1127  *      This is the "fair lock handoff" case, and in addition to setting
1128  *      WQ_FLAG_WOKEN, we set WQ_FLAG_DONE to let the waiter easily see
1129  *      that it now has the lock.
1130  */
1131 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1132 {
1133         unsigned int flags;
1134         struct wait_page_key *key = arg;
1135         struct wait_page_queue *wait_page
1136                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1137
1138         if (!wake_page_match(wait_page, key))
1139                 return 0;
1140
1141         /*
1142          * If it's a lock handoff wait, we get the bit for it, and
1143          * stop walking (and do not wake it up) if we can't.
1144          */
1145         flags = wait->flags;
1146         if (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1147                 if (test_bit(key->bit_nr, &key->page->flags))
1148                         return -1;
1149                 if (flags & WQ_FLAG_CUSTOM) {
1150                         if (test_and_set_bit(key->bit_nr, &key->page->flags))
1151                                 return -1;
1152                         flags |= WQ_FLAG_DONE;
1153                 }
1154         }
1155
1156         /*
1157          * We are holding the wait-queue lock, but the waiter that
1158          * is waiting for this will be checking the flags without
1159          * any locking.
1160          *
1161          * So update the flags atomically, and wake up the waiter
1162          * afterwards to avoid any races. This store-release pairs
1163          * with the load-acquire in wait_on_page_bit_common().
1164          */
1165         smp_store_release(&wait->flags, flags | WQ_FLAG_WOKEN);
1166         wake_up_state(wait->private, mode);
1167
1168         /*
1169          * Ok, we have successfully done what we're waiting for,
1170          * and we can unconditionally remove the wait entry.
1171          *
1172          * Note that this pairs with the "finish_wait()" in the
1173          * waiter, and has to be the absolute last thing we do.
1174          * After this list_del_init(&wait->entry) the wait entry
1175          * might be de-allocated and the process might even have
1176          * exited.
1177          */
1178         list_del_init_careful(&wait->entry);
1179         return (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) != 0;
1180 }
1181
1182 static void wake_up_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1183 {
1184         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1185         struct wait_page_key key;
1186         unsigned long flags;
1187         wait_queue_entry_t bookmark;
1188
1189         key.page = page;
1190         key.bit_nr = bit_nr;
1191         key.page_match = 0;
1192
1193         bookmark.flags = 0;
1194         bookmark.private = NULL;
1195         bookmark.func = NULL;
1196         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1197
1198         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1199         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1200
1201         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1202                 /*
1203                  * Take a breather from holding the lock,
1204                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1205                  * to acquire the lock and remove themselves
1206                  * from wait queue
1207                  */
1208                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1209                 cpu_relax();
1210                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1211                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1212         }
1213
1214         /*
1215          * It is possible for other pages to have collided on the waitqueue
1216          * hash, so in that case check for a page match. That prevents a long-
1217          * term waiter
1218          *
1219          * It is still possible to miss a case here, when we woke page waiters
1220          * and removed them from the waitqueue, but there are still other
1221          * page waiters.
1222          */
1223         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match) {
1224                 ClearPageWaiters(page);
1225                 /*
1226                  * It's possible to miss clearing Waiters here, when we woke
1227                  * our page waiters, but the hashed waitqueue has waiters for
1228                  * other pages on it.
1229                  *
1230                  * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1231                  */
1232         }
1233         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1234 }
1235
1236 static void wake_up_page(struct page *page, int bit)
1237 {
1238         if (!PageWaiters(page))
1239                 return;
1240         wake_up_page_bit(page, bit);
1241 }
1242
1243 /*
1244  * A choice of three behaviors for wait_on_page_bit_common():
1245  */
1246 enum behavior {
1247         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1248                          * __lock_page() waiting on then setting PG_locked.
1249                          */
1250         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1251                          * wait_on_page_writeback() waiting on PG_writeback.
1252                          */
1253         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1254                          * like put_and_wait_on_page_locked() on PG_locked.
1255                          */
1256 };
1257
1258 /*
1259  * Attempt to check (or get) the page bit, and mark us done
1260  * if successful.
1261  */
1262 static inline bool trylock_page_bit_common(struct page *page, int bit_nr,
1263                                         struct wait_queue_entry *wait)
1264 {
1265         if (wait->flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1266                 if (test_and_set_bit(bit_nr, &page->flags))
1267                         return false;
1268         } else if (test_bit(bit_nr, &page->flags))
1269                 return false;
1270
1271         wait->flags |= WQ_FLAG_WOKEN | WQ_FLAG_DONE;
1272         return true;
1273 }
1274
1275 /* How many times do we accept lock stealing from under a waiter? */
1276 int sysctl_page_lock_unfairness = 5;
1277
1278 static inline int wait_on_page_bit_common(wait_queue_head_t *q,
1279         struct page *page, int bit_nr, int state, enum behavior behavior)
1280 {
1281         int unfairness = sysctl_page_lock_unfairness;
1282         struct wait_page_queue wait_page;
1283         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1284         bool thrashing = false;
1285         bool delayacct = false;
1286         unsigned long pflags;
1287
1288         if (bit_nr == PG_locked &&
1289             !PageUptodate(page) && PageWorkingset(page)) {
1290                 if (!PageSwapBacked(page)) {
1291                         delayacct_thrashing_start();
1292                         delayacct = true;
1293                 }
1294                 psi_memstall_enter(&pflags);
1295                 thrashing = true;
1296         }
1297
1298         init_wait(wait);
1299         wait->func = wake_page_function;
1300         wait_page.page = page;
1301         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1302
1303 repeat:
1304         wait->flags = 0;
1305         if (behavior == EXCLUSIVE) {
1306                 wait->flags = WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
1307                 if (--unfairness < 0)
1308                         wait->flags |= WQ_FLAG_CUSTOM;
1309         }
1310
1311         /*
1312          * Do one last check whether we can get the
1313          * page bit synchronously.
1314          *
1315          * Do the SetPageWaiters() marking before that
1316          * to let any waker we _just_ missed know they
1317          * need to wake us up (otherwise they'll never
1318          * even go to the slow case that looks at the
1319          * page queue), and add ourselves to the wait
1320          * queue if we need to sleep.
1321          *
1322          * This part needs to be done under the queue
1323          * lock to avoid races.
1324          */
1325         spin_lock_irq(&q->lock);
1326         SetPageWaiters(page);
1327         if (!trylock_page_bit_common(page, bit_nr, wait))
1328                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1329         spin_unlock_irq(&q->lock);
1330
1331         /*
1332          * From now on, all the logic will be based on
1333          * the WQ_FLAG_WOKEN and WQ_FLAG_DONE flag, to
1334          * see whether the page bit testing has already
1335          * been done by the wake function.
1336          *
1337          * We can drop our reference to the page.
1338          */
1339         if (behavior == DROP)
1340                 put_page(page);
1341
1342         /*
1343          * Note that until the "finish_wait()", or until
1344          * we see the WQ_FLAG_WOKEN flag, we need to
1345          * be very careful with the 'wait->flags', because
1346          * we may race with a waker that sets them.
1347          */
1348         for (;;) {
1349                 unsigned int flags;
1350
1351                 set_current_state(state);
1352
1353                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1354                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1355                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1356                         if (signal_pending_state(state, current))
1357                                 break;
1358
1359                         io_schedule();
1360                         continue;
1361                 }
1362
1363                 /* If we were non-exclusive, we're done */
1364                 if (behavior != EXCLUSIVE)
1365                         break;
1366
1367                 /* If the waker got the lock for us, we're done */
1368                 if (flags & WQ_FLAG_DONE)
1369                         break;
1370
1371                 /*
1372                  * Otherwise, if we're getting the lock, we need to
1373                  * try to get it ourselves.
1374                  *
1375                  * And if that fails, we'll have to retry this all.
1376                  */
1377                 if (unlikely(test_and_set_bit(bit_nr, &page->flags)))
1378                         goto repeat;
1379
1380                 wait->flags |= WQ_FLAG_DONE;
1381                 break;
1382         }
1383
1384         /*
1385          * If a signal happened, this 'finish_wait()' may remove the last
1386          * waiter from the wait-queues, but the PageWaiters bit will remain
1387          * set. That's ok. The next wakeup will take care of it, and trying
1388          * to do it here would be difficult and prone to races.
1389          */
1390         finish_wait(q, wait);
1391
1392         if (thrashing) {
1393                 if (delayacct)
1394                         delayacct_thrashing_end();
1395                 psi_memstall_leave(&pflags);
1396         }
1397
1398         /*
1399          * NOTE! The wait->flags weren't stable until we've done the
1400          * 'finish_wait()', and we could have exited the loop above due
1401          * to a signal, and had a wakeup event happen after the signal
1402          * test but before the 'finish_wait()'.
1403          *
1404          * So only after the finish_wait() can we reliably determine
1405          * if we got woken up or not, so we can now figure out the final
1406          * return value based on that state without races.
1407          *
1408          * Also note that WQ_FLAG_WOKEN is sufficient for a non-exclusive
1409          * waiter, but an exclusive one requires WQ_FLAG_DONE.
1410          */
1411         if (behavior == EXCLUSIVE)
1412                 return wait->flags & WQ_FLAG_DONE ? 0 : -EINTR;
1413
1414         return wait->flags & WQ_FLAG_WOKEN ? 0 : -EINTR;
1415 }
1416
1417 void wait_on_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1418 {
1419         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1420         wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1421 }
1422 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit);
1423
1424 int wait_on_page_bit_killable(struct page *page, int bit_nr)
1425 {
1426         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1427         return wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1428 }
1429 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit_killable);
1430
1431 /**
1432  * put_and_wait_on_page_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1433  * @page: The page to wait for.
1434  * @state: The sleep state (TASK_KILLABLE, TASK_UNINTERRUPTIBLE, etc).
1435  *
1436  * The caller should hold a reference on @page.  They expect the page to
1437  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1438  * (for example) by holding the reference while waiting for the page to
1439  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1440  * dereference @page.
1441  *
1442  * Return: 0 if the page was unlocked or -EINTR if interrupted by a signal.
1443  */
1444 int put_and_wait_on_page_locked(struct page *page, int state)
1445 {
1446         wait_queue_head_t *q;
1447
1448         page = compound_head(page);
1449         q = page_waitqueue(page);
1450         return wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, state, DROP);
1451 }
1452
1453 /**
1454  * add_page_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
1455  * @page: Page defining the wait queue of interest
1456  * @waiter: Waiter to add to the queue
1457  *
1458  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @page.
1459  */
1460 void add_page_wait_queue(struct page *page, wait_queue_entry_t *waiter)
1461 {
1462         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1463         unsigned long flags;
1464
1465         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1466         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1467         SetPageWaiters(page);
1468         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1469 }
1470 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_page_wait_queue);
1471
1472 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1473
1474 /*
1475  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1476  *
1477  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1478  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1479  * not support that special operation, we just do this all by hand
1480  * instead.
1481  *
1482  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1483  * being cleared, but a memory barrier should be unnecessary since it is
1484  * in the same byte as PG_locked.
1485  */
1486 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1487 {
1488         clear_bit_unlock(nr, mem);
1489         /* smp_mb__after_atomic(); */
1490         return test_bit(PG_waiters, mem);
1491 }
1492
1493 #endif
1494
1495 /**
1496  * unlock_page - unlock a locked page
1497  * @page: the page
1498  *
1499  * Unlocks the page and wakes up sleepers in wait_on_page_locked().
1500  * Also wakes sleepers in wait_on_page_writeback() because the wakeup
1501  * mechanism between PageLocked pages and PageWriteback pages is shared.
1502  * But that's OK - sleepers in wait_on_page_writeback() just go back to sleep.
1503  *
1504  * Note that this depends on PG_waiters being the sign bit in the byte
1505  * that contains PG_locked - thus the BUILD_BUG_ON(). That allows us to
1506  * clear the PG_locked bit and test PG_waiters at the same time fairly
1507  * portably (architectures that do LL/SC can test any bit, while x86 can
1508  * test the sign bit).
1509  */
1510 void unlock_page(struct page *page)
1511 {
1512         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1513         page = compound_head(page);
1514         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1515         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, &page->flags))
1516                 wake_up_page_bit(page, PG_locked);
1517 }
1518 EXPORT_SYMBOL(unlock_page);
1519
1520 /**
1521  * end_page_private_2 - Clear PG_private_2 and release any waiters
1522  * @page: The page
1523  *
1524  * Clear the PG_private_2 bit on a page and wake up any sleepers waiting for
1525  * this.  The page ref held for PG_private_2 being set is released.
1526  *
1527  * This is, for example, used when a netfs page is being written to a local
1528  * disk cache, thereby allowing writes to the cache for the same page to be
1529  * serialised.
1530  */
1531 void end_page_private_2(struct page *page)
1532 {
1533         page = compound_head(page);
1534         VM_BUG_ON_PAGE(!PagePrivate2(page), page);
1535         clear_bit_unlock(PG_private_2, &page->flags);
1536         wake_up_page_bit(page, PG_private_2);
1537         put_page(page);
1538 }
1539 EXPORT_SYMBOL(end_page_private_2);
1540
1541 /**
1542  * wait_on_page_private_2 - Wait for PG_private_2 to be cleared on a page
1543  * @page: The page to wait on
1544  *
1545  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a page.
1546  */
1547 void wait_on_page_private_2(struct page *page)
1548 {
1549         page = compound_head(page);
1550         while (PagePrivate2(page))
1551                 wait_on_page_bit(page, PG_private_2);
1552 }
1553 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_private_2);
1554
1555 /**
1556  * wait_on_page_private_2_killable - Wait for PG_private_2 to be cleared on a page
1557  * @page: The page to wait on
1558  *
1559  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a page or until a
1560  * fatal signal is received by the calling task.
1561  *
1562  * Return:
1563  * - 0 if successful.
1564  * - -EINTR if a fatal signal was encountered.
1565  */
1566 int wait_on_page_private_2_killable(struct page *page)
1567 {
1568         int ret = 0;
1569
1570         page = compound_head(page);
1571         while (PagePrivate2(page)) {
1572                 ret = wait_on_page_bit_killable(page, PG_private_2);
1573                 if (ret < 0)
1574                         break;
1575         }
1576
1577         return ret;
1578 }
1579 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_private_2_killable);
1580
1581 /**
1582  * end_page_writeback - end writeback against a page
1583  * @page: the page
1584  */
1585 void end_page_writeback(struct page *page)
1586 {
1587         /*
1588          * TestClearPageReclaim could be used here but it is an atomic
1589          * operation and overkill in this particular case. Failing to
1590          * shuffle a page marked for immediate reclaim is too mild to
1591          * justify taking an atomic operation penalty at the end of
1592          * ever page writeback.
1593          */
1594         if (PageReclaim(page)) {
1595                 ClearPageReclaim(page);
1596                 rotate_reclaimable_page(page);
1597         }
1598
1599         /*
1600          * Writeback does not hold a page reference of its own, relying
1601          * on truncation to wait for the clearing of PG_writeback.
1602          * But here we must make sure that the page is not freed and
1603          * reused before the wake_up_page().
1604          */
1605         get_page(page);
1606         if (!test_clear_page_writeback(page))
1607                 BUG();
1608
1609         smp_mb__after_atomic();
1610         wake_up_page(page, PG_writeback);
1611         put_page(page);
1612 }
1613 EXPORT_SYMBOL(end_page_writeback);
1614
1615 /*
1616  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1617  * flags appropriately
1618  */
1619 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1620 {
1621         if (!is_write) {
1622                 if (!err) {
1623                         SetPageUptodate(page);
1624                 } else {
1625                         ClearPageUptodate(page);
1626                         SetPageError(page);
1627                 }
1628                 unlock_page(page);
1629         } else {
1630                 if (err) {
1631                         struct address_space *mapping;
1632
1633                         SetPageError(page);
1634                         mapping = page_mapping(page);
1635                         if (mapping)
1636                                 mapping_set_error(mapping, err);
1637                 }
1638                 end_page_writeback(page);
1639         }
1640 }
1641 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1642
1643 /**
1644  * __lock_page - get a lock on the page, assuming we need to sleep to get it
1645  * @__page: the page to lock
1646  */
1647 void __lock_page(struct page *__page)
1648 {
1649         struct page *page = compound_head(__page);
1650         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1651         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1652                                 EXCLUSIVE);
1653 }
1654 EXPORT_SYMBOL(__lock_page);
1655
1656 int __lock_page_killable(struct page *__page)
1657 {
1658         struct page *page = compound_head(__page);
1659         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1660         return wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1661                                         EXCLUSIVE);
1662 }
1663 EXPORT_SYMBOL_GPL(__lock_page_killable);
1664
1665 int __lock_page_async(struct page *page, struct wait_page_queue *wait)
1666 {
1667         struct wait_queue_head *q = page_waitqueue(page);
1668         int ret = 0;
1669
1670         wait->page = page;
1671         wait->bit_nr = PG_locked;
1672
1673         spin_lock_irq(&q->lock);
1674         __add_wait_queue_entry_tail(q, &wait->wait);
1675         SetPageWaiters(page);
1676         ret = !trylock_page(page);
1677         /*
1678          * If we were successful now, we know we're still on the
1679          * waitqueue as we're still under the lock. This means it's
1680          * safe to remove and return success, we know the callback
1681          * isn't going to trigger.
1682          */
1683         if (!ret)
1684                 __remove_wait_queue(q, &wait->wait);
1685         else
1686                 ret = -EIOCBQUEUED;
1687         spin_unlock_irq(&q->lock);
1688         return ret;
1689 }
1690
1691 /*
1692  * Return values:
1693  * 1 - page is locked; mmap_lock is still held.
1694  * 0 - page is not locked.
1695  *     mmap_lock has been released (mmap_read_unlock(), unless flags had both
1696  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1697  *     which case mmap_lock is still held.
1698  *
1699  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return 1
1700  * with the page locked and the mmap_lock unperturbed.
1701  */
1702 int __lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
1703                          unsigned int flags)
1704 {
1705         if (fault_flag_allow_retry_first(flags)) {
1706                 /*
1707                  * CAUTION! In this case, mmap_lock is not released
1708                  * even though return 0.
1709                  */
1710                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1711                         return 0;
1712
1713                 mmap_read_unlock(mm);
1714                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1715                         wait_on_page_locked_killable(page);
1716                 else
1717                         wait_on_page_locked(page);
1718                 return 0;
1719         }
1720         if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1721                 int ret;
1722
1723                 ret = __lock_page_killable(page);
1724                 if (ret) {
1725                         mmap_read_unlock(mm);
1726                         return 0;
1727                 }
1728         } else {
1729                 __lock_page(page);
1730         }
1731         return 1;
1732
1733 }
1734
1735 /**
1736  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1737  * @mapping: Mapping.
1738  * @index: Index.
1739  * @max_scan: Maximum range to search.
1740  *
1741  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1742  * gap with the lowest index.
1743  *
1744  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1745  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1746  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1747  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1748  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1749  *
1750  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1751  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1752  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1753  */
1754 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1755                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1756 {
1757         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1758
1759         while (max_scan--) {
1760                 void *entry = xas_next(&xas);
1761                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1762                         break;
1763                 if (xas.xa_index == 0)
1764                         break;
1765         }
1766
1767         return xas.xa_index;
1768 }
1769 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1770
1771 /**
1772  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1773  * @mapping: Mapping.
1774  * @index: Index.
1775  * @max_scan: Maximum range to search.
1776  *
1777  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1778  * gap with the highest index.
1779  *
1780  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1781  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1782  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1783  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1784  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1785  *
1786  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1787  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1788  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1789  */
1790 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1791                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1792 {
1793         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1794
1795         while (max_scan--) {
1796                 void *entry = xas_prev(&xas);
1797                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1798                         break;
1799                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1800                         break;
1801         }
1802
1803         return xas.xa_index;
1804 }
1805 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1806
1807 /*
1808  * mapping_get_entry - Get a page cache entry.
1809  * @mapping: the address_space to search
1810  * @index: The page cache index.
1811  *
1812  * Looks up the page cache slot at @mapping & @index.  If there is a
1813  * page cache page, the head page is returned with an increased refcount.
1814  *
1815  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1816  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1817  *
1818  * Return: The head page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1819  */
1820 static struct page *mapping_get_entry(struct address_space *mapping,
1821                 pgoff_t index)
1822 {
1823         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1824         struct page *page;
1825
1826         rcu_read_lock();
1827 repeat:
1828         xas_reset(&xas);
1829         page = xas_load(&xas);
1830         if (xas_retry(&xas, page))
1831                 goto repeat;
1832         /*
1833          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1834          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1835          */
1836         if (!page || xa_is_value(page))
1837                 goto out;
1838
1839         if (!page_cache_get_speculative(page))
1840                 goto repeat;
1841
1842         /*
1843          * Has the page moved or been split?
1844          * This is part of the lockless pagecache protocol. See
1845          * include/linux/pagemap.h for details.
1846          */
1847         if (unlikely(page != xas_reload(&xas))) {
1848                 put_page(page);
1849                 goto repeat;
1850         }
1851 out:
1852         rcu_read_unlock();
1853
1854         return page;
1855 }
1856
1857 /**
1858  * pagecache_get_page - Find and get a reference to a page.
1859  * @mapping: The address_space to search.
1860  * @index: The page index.
1861  * @fgp_flags: %FGP flags modify how the page is returned.
1862  * @gfp_mask: Memory allocation flags to use if %FGP_CREAT is specified.
1863  *
1864  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.
1865  *
1866  * @fgp_flags can be zero or more of these flags:
1867  *
1868  * * %FGP_ACCESSED - The page will be marked accessed.
1869  * * %FGP_LOCK - The page is returned locked.
1870  * * %FGP_HEAD - If the page is present and a THP, return the head page
1871  *   rather than the exact page specified by the index.
1872  * * %FGP_ENTRY - If there is a shadow / swap / DAX entry, return it
1873  *   instead of allocating a new page to replace it.
1874  * * %FGP_CREAT - If no page is present then a new page is allocated using
1875  *   @gfp_mask and added to the page cache and the VM's LRU list.
1876  *   The page is returned locked and with an increased refcount.
1877  * * %FGP_FOR_MMAP - The caller wants to do its own locking dance if the
1878  *   page is already in cache.  If the page was allocated, unlock it before
1879  *   returning so the caller can do the same dance.
1880  * * %FGP_WRITE - The page will be written
1881  * * %FGP_NOFS - __GFP_FS will get cleared in gfp mask
1882  * * %FGP_NOWAIT - Don't get blocked by page lock
1883  *
1884  * If %FGP_LOCK or %FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1885  * if the %GFP flags specified for %FGP_CREAT are atomic.
1886  *
1887  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1888  *
1889  * Return: The found page or %NULL otherwise.
1890  */
1891 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1892                 int fgp_flags, gfp_t gfp_mask)
1893 {
1894         struct page *page;
1895
1896 repeat:
1897         page = mapping_get_entry(mapping, index);
1898         if (xa_is_value(page)) {
1899                 if (fgp_flags & FGP_ENTRY)
1900                         return page;
1901                 page = NULL;
1902         }
1903         if (!page)
1904                 goto no_page;
1905
1906         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1907                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1908                         if (!trylock_page(page)) {
1909                                 put_page(page);
1910                                 return NULL;
1911                         }
1912                 } else {
1913                         lock_page(page);
1914                 }
1915
1916                 /* Has the page been truncated? */
1917                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
1918                         unlock_page(page);
1919                         put_page(page);
1920                         goto repeat;
1921                 }
1922                 VM_BUG_ON_PAGE(!thp_contains(page, index), page);
1923         }
1924
1925         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1926                 mark_page_accessed(page);
1927         else if (fgp_flags & FGP_WRITE) {
1928                 /* Clear idle flag for buffer write */
1929                 if (page_is_idle(page))
1930                         clear_page_idle(page);
1931         }
1932         if (!(fgp_flags & FGP_HEAD))
1933                 page = find_subpage(page, index);
1934
1935 no_page:
1936         if (!page && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1937                 int err;
1938                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_can_writeback(mapping))
1939                         gfp_mask |= __GFP_WRITE;
1940                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1941                         gfp_mask &= ~__GFP_FS;
1942
1943                 page = __page_cache_alloc(gfp_mask);
1944                 if (!page)
1945                         return NULL;
1946
1947                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1948                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1949
1950                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
1951                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1952                         __SetPageReferenced(page);
1953
1954                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp_mask);
1955                 if (unlikely(err)) {
1956                         put_page(page);
1957                         page = NULL;
1958                         if (err == -EEXIST)
1959                                 goto repeat;
1960                 }
1961
1962                 /*
1963                  * add_to_page_cache_lru locks the page, and for mmap we expect
1964                  * an unlocked page.
1965                  */
1966                 if (page && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
1967                         unlock_page(page);
1968         }
1969
1970         return page;
1971 }
1972 EXPORT_SYMBOL(pagecache_get_page);
1973
1974 static inline struct page *find_get_entry(struct xa_state *xas, pgoff_t max,
1975                 xa_mark_t mark)
1976 {
1977         struct page *page;
1978
1979 retry:
1980         if (mark == XA_PRESENT)
1981                 page = xas_find(xas, max);
1982         else
1983                 page = xas_find_marked(xas, max, mark);
1984
1985         if (xas_retry(xas, page))
1986                 goto retry;
1987         /*
1988          * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
1989          * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
1990          * without attempting to raise page count.
1991          */
1992         if (!page || xa_is_value(page))
1993                 return page;
1994
1995         if (!page_cache_get_speculative(page))
1996                 goto reset;
1997
1998         /* Has the page moved or been split? */
1999         if (unlikely(page != xas_reload(xas))) {
2000                 put_page(page);
2001                 goto reset;
2002         }
2003
2004         return page;
2005 reset:
2006         xas_reset(xas);
2007         goto retry;
2008 }
2009
2010 /**
2011  * find_get_entries - gang pagecache lookup
2012  * @mapping:    The address_space to search
2013  * @start:      The starting page cache index
2014  * @end:        The final page index (inclusive).
2015  * @pvec:       Where the resulting entries are placed.
2016  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
2017  *
2018  * find_get_entries() will search for and return a batch of entries in
2019  * the mapping.  The entries are placed in @pvec.  find_get_entries()
2020  * takes a reference on any actual pages it returns.
2021  *
2022  * The search returns a group of mapping-contiguous page cache entries
2023  * with ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
2024  * not-present pages.
2025  *
2026  * Any shadow entries of evicted pages, or swap entries from
2027  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
2028  *
2029  * If it finds a Transparent Huge Page, head or tail, find_get_entries()
2030  * stops at that page: the caller is likely to have a better way to handle
2031  * the compound page as a whole, and then skip its extent, than repeatedly
2032  * calling find_get_entries() to return all its tails.
2033  *
2034  * Return: the number of pages and shadow entries which were found.
2035  */
2036 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2037                 pgoff_t end, struct pagevec *pvec, pgoff_t *indices)
2038 {
2039         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2040         struct page *page;
2041         unsigned int ret = 0;
2042         unsigned nr_entries = PAGEVEC_SIZE;
2043
2044         rcu_read_lock();
2045         while ((page = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2046                 /*
2047                  * Terminate early on finding a THP, to allow the caller to
2048                  * handle it all at once; but continue if this is hugetlbfs.
2049                  */
2050                 if (!xa_is_value(page) && PageTransHuge(page) &&
2051                                 !PageHuge(page)) {
2052                         page = find_subpage(page, xas.xa_index);
2053                         nr_entries = ret + 1;
2054                 }
2055
2056                 indices[ret] = xas.xa_index;
2057                 pvec->pages[ret] = page;
2058                 if (++ret == nr_entries)
2059                         break;
2060         }
2061         rcu_read_unlock();
2062
2063         pvec->nr = ret;
2064         return ret;
2065 }
2066
2067 /**
2068  * find_lock_entries - Find a batch of pagecache entries.
2069  * @mapping:    The address_space to search.
2070  * @start:      The starting page cache index.
2071  * @end:        The final page index (inclusive).
2072  * @pvec:       Where the resulting entries are placed.
2073  * @indices:    The cache indices of the entries in @pvec.
2074  *
2075  * find_lock_entries() will return a batch of entries from @mapping.
2076  * Swap, shadow and DAX entries are included.  Pages are returned
2077  * locked and with an incremented refcount.  Pages which are locked by
2078  * somebody else or under writeback are skipped.  Only the head page of
2079  * a THP is returned.  Pages which are partially outside the range are
2080  * not returned.
2081  *
2082  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2083  * due to not-present entries, THP pages, pages which could not be locked
2084  * or pages under writeback.
2085  *
2086  * Return: The number of entries which were found.
2087  */
2088 unsigned find_lock_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2089                 pgoff_t end, struct pagevec *pvec, pgoff_t *indices)
2090 {
2091         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2092         struct page *page;
2093
2094         rcu_read_lock();
2095         while ((page = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2096                 if (!xa_is_value(page)) {
2097                         if (page->index < start)
2098                                 goto put;
2099                         VM_BUG_ON_PAGE(page->index != xas.xa_index, page);
2100                         if (page->index + thp_nr_pages(page) - 1 > end)
2101                                 goto put;
2102                         if (!trylock_page(page))
2103                                 goto put;
2104                         if (page->mapping != mapping || PageWriteback(page))
2105                                 goto unlock;
2106                         VM_BUG_ON_PAGE(!thp_contains(page, xas.xa_index),
2107                                         page);
2108                 }
2109                 indices[pvec->nr] = xas.xa_index;
2110                 if (!pagevec_add(pvec, page))
2111                         break;
2112                 goto next;
2113 unlock:
2114                 unlock_page(page);
2115 put:
2116                 put_page(page);
2117 next:
2118                 if (!xa_is_value(page) && PageTransHuge(page)) {
2119                         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
2120
2121                         /* Final THP may cross MAX_LFS_FILESIZE on 32-bit */
2122                         xas_set(&xas, page->index + nr_pages);
2123                         if (xas.xa_index < nr_pages)
2124                                 break;
2125                 }
2126         }
2127         rcu_read_unlock();
2128
2129         return pagevec_count(pvec);
2130 }
2131
2132 /**
2133  * find_get_pages_range - gang pagecache lookup
2134  * @mapping:    The address_space to search
2135  * @start:      The starting page index
2136  * @end:        The final page index (inclusive)
2137  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2138  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2139  *
2140  * find_get_pages_range() will search for and return a group of up to @nr_pages
2141  * pages in the mapping starting at index @start and up to index @end
2142  * (inclusive).  The pages are placed at @pages.  find_get_pages_range() takes
2143  * a reference against the returned pages.
2144  *
2145  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
2146  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
2147  * We also update @start to index the next page for the traversal.
2148  *
2149  * Return: the number of pages which were found. If this number is
2150  * smaller than @nr_pages, the end of specified range has been
2151  * reached.
2152  */
2153 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
2154                               pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
2155                               struct page **pages)
2156 {
2157         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
2158         struct page *page;
2159         unsigned ret = 0;
2160
2161         if (unlikely(!nr_pages))
2162                 return 0;
2163
2164         rcu_read_lock();
2165         while ((page = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2166                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
2167                 if (xa_is_value(page))
2168                         continue;
2169
2170                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
2171                 if (++ret == nr_pages) {
2172                         *start = xas.xa_index + 1;
2173                         goto out;
2174                 }
2175         }
2176
2177         /*
2178          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
2179          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
2180          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
2181          * already broken anyway.
2182          */
2183         if (end == (pgoff_t)-1)
2184                 *start = (pgoff_t)-1;
2185         else
2186                 *start = end + 1;
2187 out:
2188         rcu_read_unlock();
2189
2190         return ret;
2191 }
2192
2193 /**
2194  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
2195  * @mapping:    The address_space to search
2196  * @index:      The starting page index
2197  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2198  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2199  *
2200  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages(), except
2201  * that the returned number of pages are guaranteed to be contiguous.
2202  *
2203  * Return: the number of pages which were found.
2204  */
2205 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2206                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
2207 {
2208         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2209         struct page *page;
2210         unsigned int ret = 0;
2211
2212         if (unlikely(!nr_pages))
2213                 return 0;
2214
2215         rcu_read_lock();
2216         for (page = xas_load(&xas); page; page = xas_next(&xas)) {
2217                 if (xas_retry(&xas, page))
2218                         continue;
2219                 /*
2220                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
2221                  * No current caller is looking for DAX entries.
2222                  */
2223                 if (xa_is_value(page))
2224                         break;
2225
2226                 if (!page_cache_get_speculative(page))
2227                         goto retry;
2228
2229                 /* Has the page moved or been split? */
2230                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
2231                         goto put_page;
2232
2233                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
2234                 if (++ret == nr_pages)
2235                         break;
2236                 continue;
2237 put_page:
2238                 put_page(page);
2239 retry:
2240                 xas_reset(&xas);
2241         }
2242         rcu_read_unlock();
2243         return ret;
2244 }
2245 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
2246
2247 /**
2248  * find_get_pages_range_tag - Find and return head pages matching @tag.
2249  * @mapping:    the address_space to search
2250  * @index:      the starting page index
2251  * @end:        The final page index (inclusive)
2252  * @tag:        the tag index
2253  * @nr_pages:   the maximum number of pages
2254  * @pages:      where the resulting pages are placed
2255  *
2256  * Like find_get_pages(), except we only return head pages which are tagged
2257  * with @tag.  @index is updated to the index immediately after the last
2258  * page we return, ready for the next iteration.
2259  *
2260  * Return: the number of pages which were found.
2261  */
2262 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
2263                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
2264                         struct page **pages)
2265 {
2266         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
2267         struct page *page;
2268         unsigned ret = 0;
2269
2270         if (unlikely(!nr_pages))
2271                 return 0;
2272
2273         rcu_read_lock();
2274         while ((page = find_get_entry(&xas, end, tag))) {
2275                 /*
2276                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
2277                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
2278                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
2279                  */
2280                 if (xa_is_value(page))
2281                         continue;
2282
2283                 pages[ret] = page;
2284                 if (++ret == nr_pages) {
2285                         *index = page->index + thp_nr_pages(page);
2286                         goto out;
2287                 }
2288         }
2289
2290         /*
2291          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
2292          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
2293          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
2294          * broken anyway.
2295          */
2296         if (end == (pgoff_t)-1)
2297                 *index = (pgoff_t)-1;
2298         else
2299                 *index = end + 1;
2300 out:
2301         rcu_read_unlock();
2302
2303         return ret;
2304 }
2305 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
2306
2307 /*
2308  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
2309  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
2310  *
2311  *      ---R__________________________________________B__________
2312  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
2313  *
2314  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
2315  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
2316  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
2317  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
2318  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2319  *
2320  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2321  */
2322 static void shrink_readahead_size_eio(struct file_ra_state *ra)
2323 {
2324         ra->ra_pages /= 4;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * filemap_get_read_batch - Get a batch of pages for read
2329  *
2330  * Get a batch of pages which represent a contiguous range of bytes
2331  * in the file.  No tail pages will be returned.  If @index is in the
2332  * middle of a THP, the entire THP will be returned.  The last page in
2333  * the batch may have Readahead set or be not Uptodate so that the
2334  * caller can take the appropriate action.
2335  */
2336 static void filemap_get_read_batch(struct address_space *mapping,
2337                 pgoff_t index, pgoff_t max, struct pagevec *pvec)
2338 {
2339         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2340         struct page *head;
2341
2342         rcu_read_lock();
2343         for (head = xas_load(&xas); head; head = xas_next(&xas)) {
2344                 if (xas_retry(&xas, head))
2345                         continue;
2346                 if (xas.xa_index > max || xa_is_value(head))
2347                         break;
2348                 if (!page_cache_get_speculative(head))
2349                         goto retry;
2350
2351                 /* Has the page moved or been split? */
2352                 if (unlikely(head != xas_reload(&xas)))
2353                         goto put_page;
2354
2355                 if (!pagevec_add(pvec, head))
2356                         break;
2357                 if (!PageUptodate(head))
2358                         break;
2359                 if (PageReadahead(head))
2360                         break;
2361                 xas.xa_index = head->index + thp_nr_pages(head) - 1;
2362                 xas.xa_offset = (xas.xa_index >> xas.xa_shift) & XA_CHUNK_MASK;
2363                 continue;
2364 put_page:
2365                 put_page(head);
2366 retry:
2367                 xas_reset(&xas);
2368         }
2369         rcu_read_unlock();
2370 }
2371
2372 static int filemap_read_page(struct file *file, struct address_space *mapping,
2373                 struct page *page)
2374 {
2375         int error;
2376
2377         /*
2378          * A previous I/O error may have been due to temporary failures,
2379          * eg. multipath errors.  PG_error will be set again if readpage
2380          * fails.
2381          */
2382         ClearPageError(page);
2383         /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2384         error = mapping->a_ops->readpage(file, page);
2385         if (error)
2386                 return error;
2387
2388         error = wait_on_page_locked_killable(page);
2389         if (error)
2390                 return error;
2391         if (PageUptodate(page))
2392                 return 0;
2393         shrink_readahead_size_eio(&file->f_ra);
2394         return -EIO;
2395 }
2396
2397 static bool filemap_range_uptodate(struct address_space *mapping,
2398                 loff_t pos, struct iov_iter *iter, struct page *page)
2399 {
2400         int count;
2401
2402         if (PageUptodate(page))
2403                 return true;
2404         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2405         if (iov_iter_is_pipe(iter))
2406                 return false;
2407         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2408                 return false;
2409         if (mapping->host->i_blkbits >= (PAGE_SHIFT + thp_order(page)))
2410                 return false;
2411
2412         count = iter->count;
2413         if (page_offset(page) > pos) {
2414                 count -= page_offset(page) - pos;
2415                 pos = 0;
2416         } else {
2417                 pos -= page_offset(page);
2418         }
2419
2420         return mapping->a_ops->is_partially_uptodate(page, pos, count);
2421 }
2422
2423 static int filemap_update_page(struct kiocb *iocb,
2424                 struct address_space *mapping, struct iov_iter *iter,
2425                 struct page *page)
2426 {
2427         int error;
2428
2429         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2430                 if (!filemap_invalidate_trylock_shared(mapping))
2431                         return -EAGAIN;
2432         } else {
2433                 filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2434         }
2435
2436         if (!trylock_page(page)) {
2437                 error = -EAGAIN;
2438                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_NOIO))
2439                         goto unlock_mapping;
2440                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ)) {
2441                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2442                         put_and_wait_on_page_locked(page, TASK_KILLABLE);
2443                         return AOP_TRUNCATED_PAGE;
2444                 }
2445                 error = __lock_page_async(page, iocb->ki_waitq);
2446                 if (error)
2447                         goto unlock_mapping;
2448         }
2449
2450         error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2451         if (!page->mapping)
2452                 goto unlock;
2453
2454         error = 0;
2455         if (filemap_range_uptodate(mapping, iocb->ki_pos, iter, page))
2456                 goto unlock;
2457
2458         error = -EAGAIN;
2459         if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOIO | IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2460                 goto unlock;
2461
2462         error = filemap_read_page(iocb->ki_filp, mapping, page);
2463         goto unlock_mapping;
2464 unlock:
2465         unlock_page(page);
2466 unlock_mapping:
2467         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2468         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2469                 put_page(page);
2470         return error;
2471 }
2472
2473 static int filemap_create_page(struct file *file,
2474                 struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2475                 struct pagevec *pvec)
2476 {
2477         struct page *page;
2478         int error;
2479
2480         page = page_cache_alloc(mapping);
2481         if (!page)
2482                 return -ENOMEM;
2483
2484         /*
2485          * Protect against truncate / hole punch. Grabbing invalidate_lock here
2486          * assures we cannot instantiate and bring uptodate new pagecache pages
2487          * after evicting page cache during truncate and before actually
2488          * freeing blocks.  Note that we could release invalidate_lock after
2489          * inserting the page into page cache as the locked page would then be
2490          * enough to synchronize with hole punching. But there are code paths
2491          * such as filemap_update_page() filling in partially uptodate pages or
2492          * ->readpages() that need to hold invalidate_lock while mapping blocks
2493          * for IO so let's hold the lock here as well to keep locking rules
2494          * simple.
2495          */
2496         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2497         error = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index,
2498                         mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2499         if (error == -EEXIST)
2500                 error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2501         if (error)
2502                 goto error;
2503
2504         error = filemap_read_page(file, mapping, page);
2505         if (error)
2506                 goto error;
2507
2508         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2509         pagevec_add(pvec, page);
2510         return 0;
2511 error:
2512         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2513         put_page(page);
2514         return error;
2515 }
2516
2517 static int filemap_readahead(struct kiocb *iocb, struct file *file,
2518                 struct address_space *mapping, struct page *page,
2519                 pgoff_t last_index)
2520 {
2521         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2522                 return -EAGAIN;
2523         page_cache_async_readahead(mapping, &file->f_ra, file, page,
2524                         page->index, last_index - page->index);
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 static int filemap_get_pages(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2529                 struct pagevec *pvec)
2530 {
2531         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2532         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2533         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2534         pgoff_t index = iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT;
2535         pgoff_t last_index;
2536         struct page *page;
2537         int err = 0;
2538
2539         last_index = DIV_ROUND_UP(iocb->ki_pos + iter->count, PAGE_SIZE);
2540 retry:
2541         if (fatal_signal_pending(current))
2542                 return -EINTR;
2543
2544         filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, pvec);
2545         if (!pagevec_count(pvec)) {
2546                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2547                         return -EAGAIN;
2548                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, filp, index,
2549                                 last_index - index);
2550                 filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, pvec);
2551         }
2552         if (!pagevec_count(pvec)) {
2553                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2554                         return -EAGAIN;
2555                 err = filemap_create_page(filp, mapping,
2556                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, pvec);
2557                 if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2558                         goto retry;
2559                 return err;
2560         }
2561
2562         page = pvec->pages[pagevec_count(pvec) - 1];
2563         if (PageReadahead(page)) {
2564                 err = filemap_readahead(iocb, filp, mapping, page, last_index);
2565                 if (err)
2566                         goto err;
2567         }
2568         if (!PageUptodate(page)) {
2569                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) && pagevec_count(pvec) > 1)
2570                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2571                 err = filemap_update_page(iocb, mapping, iter, page);
2572                 if (err)
2573                         goto err;
2574         }
2575
2576         return 0;
2577 err:
2578         if (err < 0)
2579                 put_page(page);
2580         if (likely(--pvec->nr))
2581                 return 0;
2582         if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2583                 goto retry;
2584         return err;
2585 }
2586
2587 /**
2588  * filemap_read - Read data from the page cache.
2589  * @iocb: The iocb to read.
2590  * @iter: Destination for the data.
2591  * @already_read: Number of bytes already read by the caller.
2592  *
2593  * Copies data from the page cache.  If the data is not currently present,
2594  * uses the readahead and readpage address_space operations to fetch it.
2595  *
2596  * Return: Total number of bytes copied, including those already read by
2597  * the caller.  If an error happens before any bytes are copied, returns
2598  * a negative error number.
2599  */
2600 ssize_t filemap_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2601                 ssize_t already_read)
2602 {
2603         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2604         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2605         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2606         struct inode *inode = mapping->host;
2607         struct pagevec pvec;
2608         int i, error = 0;
2609         bool writably_mapped;
2610         loff_t isize, end_offset;
2611
2612         if (unlikely(iocb->ki_pos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2613                 return 0;
2614         if (unlikely(!iov_iter_count(iter)))
2615                 return 0;
2616
2617         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2618         pagevec_init(&pvec);
2619
2620         do {
2621                 cond_resched();
2622
2623                 /*
2624                  * If we've already successfully copied some data, then we
2625                  * can no longer safely return -EIOCBQUEUED. Hence mark
2626                  * an async read NOWAIT at that point.
2627                  */
2628                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) && already_read)
2629                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2630
2631                 error = filemap_get_pages(iocb, iter, &pvec);
2632                 if (error < 0)
2633                         break;
2634
2635                 /*
2636                  * i_size must be checked after we know the pages are Uptodate.
2637                  *
2638                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2639                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2640                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2641                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2642                  */
2643                 isize = i_size_read(inode);
2644                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= isize))
2645                         goto put_pages;
2646                 end_offset = min_t(loff_t, isize, iocb->ki_pos + iter->count);
2647
2648                 /*
2649                  * Once we start copying data, we don't want to be touching any
2650                  * cachelines that might be contended:
2651                  */
2652                 writably_mapped = mapping_writably_mapped(mapping);
2653
2654                 /*
2655                  * When a sequential read accesses a page several times, only
2656                  * mark it as accessed the first time.
2657                  */
2658                 if (iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT !=
2659                     ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT)
2660                         mark_page_accessed(pvec.pages[0]);
2661
2662                 for (i = 0; i < pagevec_count(&pvec); i++) {
2663                         struct page *page = pvec.pages[i];
2664                         size_t page_size = thp_size(page);
2665                         size_t offset = iocb->ki_pos & (page_size - 1);
2666                         size_t bytes = min_t(loff_t, end_offset - iocb->ki_pos,
2667                                              page_size - offset);
2668                         size_t copied;
2669
2670                         if (end_offset < page_offset(page))
2671                                 break;
2672                         if (i > 0)
2673                                 mark_page_accessed(page);
2674                         /*
2675                          * If users can be writing to this page using arbitrary
2676                          * virtual addresses, take care about potential aliasing
2677                          * before reading the page on the kernel side.
2678                          */
2679                         if (writably_mapped) {
2680                                 int j;
2681
2682                                 for (j = 0; j < thp_nr_pages(page); j++)
2683                                         flush_dcache_page(page + j);
2684                         }
2685
2686                         copied = copy_page_to_iter(page, offset, bytes, iter);
2687
2688                         already_read += copied;
2689                         iocb->ki_pos += copied;
2690                         ra->prev_pos = iocb->ki_pos;
2691
2692                         if (copied < bytes) {
2693                                 error = -EFAULT;
2694                                 break;
2695                         }
2696                 }
2697 put_pages:
2698                 for (i = 0; i < pagevec_count(&pvec); i++)
2699                         put_page(pvec.pages[i]);
2700                 pagevec_reinit(&pvec);
2701         } while (iov_iter_count(iter) && iocb->ki_pos < isize && !error);
2702
2703         file_accessed(filp);
2704
2705         return already_read ? already_read : error;
2706 }
2707 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_read);
2708
2709 /**
2710  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2711  * @iocb:       kernel I/O control block
2712  * @iter:       destination for the data read
2713  *
2714  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2715  * that can use the page cache directly.
2716  *
2717  * The IOCB_NOWAIT flag in iocb->ki_flags indicates that -EAGAIN shall
2718  * be returned when no data can be read without waiting for I/O requests
2719  * to complete; it doesn't prevent readahead.
2720  *
2721  * The IOCB_NOIO flag in iocb->ki_flags indicates that no new I/O
2722  * requests shall be made for the read or for readahead.  When no data
2723  * can be read, -EAGAIN shall be returned.  When readahead would be
2724  * triggered, a partial, possibly empty read shall be returned.
2725  *
2726  * Return:
2727  * * number of bytes copied, even for partial reads
2728  * * negative error code (or 0 if IOCB_NOIO) if nothing was read
2729  */
2730 ssize_t
2731 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2732 {
2733         size_t count = iov_iter_count(iter);
2734         ssize_t retval = 0;
2735
2736         if (!count)
2737                 return 0; /* skip atime */
2738
2739         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2740                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2741                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2742                 struct inode *inode = mapping->host;
2743                 loff_t size;
2744
2745                 size = i_size_read(inode);
2746                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2747                         if (filemap_range_needs_writeback(mapping, iocb->ki_pos,
2748                                                 iocb->ki_pos + count - 1))
2749                                 return -EAGAIN;
2750                 } else {
2751                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2752                                                 iocb->ki_pos,
2753                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2754                         if (retval < 0)
2755                                 return retval;
2756                 }
2757
2758                 file_accessed(file);
2759
2760                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2761                 if (retval >= 0) {
2762                         iocb->ki_pos += retval;
2763                         count -= retval;
2764                 }
2765                 if (retval != -EIOCBQUEUED)
2766                         iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2767
2768                 /*
2769                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2770                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2771                  * we've already read everything we wanted to, or if
2772                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2773                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2774                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2775                  * DAX files, so don't bother trying.
2776                  */
2777                 if (retval < 0 || !count || iocb->ki_pos >= size ||
2778                     IS_DAX(inode))
2779                         return retval;
2780         }
2781
2782         return filemap_read(iocb, iter, retval);
2783 }
2784 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2785
2786 static inline loff_t page_seek_hole_data(struct xa_state *xas,
2787                 struct address_space *mapping, struct page *page,
2788                 loff_t start, loff_t end, bool seek_data)
2789 {
2790         const struct address_space_operations *ops = mapping->a_ops;
2791         size_t offset, bsz = i_blocksize(mapping->host);
2792
2793         if (xa_is_value(page) || PageUptodate(page))
2794                 return seek_data ? start : end;
2795         if (!ops->is_partially_uptodate)
2796                 return seek_data ? end : start;
2797
2798         xas_pause(xas);
2799         rcu_read_unlock();
2800         lock_page(page);
2801         if (unlikely(page->mapping != mapping))
2802                 goto unlock;
2803
2804         offset = offset_in_thp(page, start) & ~(bsz - 1);
2805
2806         do {
2807                 if (ops->is_partially_uptodate(page, offset, bsz) == seek_data)
2808                         break;
2809                 start = (start + bsz) & ~(bsz - 1);
2810                 offset += bsz;
2811         } while (offset < thp_size(page));
2812 unlock:
2813         unlock_page(page);
2814         rcu_read_lock();
2815         return start;
2816 }
2817
2818 static inline
2819 unsigned int seek_page_size(struct xa_state *xas, struct page *page)
2820 {
2821         if (xa_is_value(page))
2822                 return PAGE_SIZE << xa_get_order(xas->xa, xas->xa_index);
2823         return thp_size(page);
2824 }
2825
2826 /**
2827  * mapping_seek_hole_data - Seek for SEEK_DATA / SEEK_HOLE in the page cache.
2828  * @mapping: Address space to search.
2829  * @start: First byte to consider.
2830  * @end: Limit of search (exclusive).
2831  * @whence: Either SEEK_HOLE or SEEK_DATA.
2832  *
2833  * If the page cache knows which blocks contain holes and which blocks
2834  * contain data, your filesystem can use this function to implement
2835  * SEEK_HOLE and SEEK_DATA.  This is useful for filesystems which are
2836  * entirely memory-based such as tmpfs, and filesystems which support
2837  * unwritten extents.
2838  *
2839  * Return: The requested offset on success, or -ENXIO if @whence specifies
2840  * SEEK_DATA and there is no data after @start.  There is an implicit hole
2841  * after @end - 1, so SEEK_HOLE returns @end if all the bytes between @start
2842  * and @end contain data.
2843  */
2844 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *mapping, loff_t start,
2845                 loff_t end, int whence)
2846 {
2847         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start >> PAGE_SHIFT);
2848         pgoff_t max = (end - 1) >> PAGE_SHIFT;
2849         bool seek_data = (whence == SEEK_DATA);
2850         struct page *page;
2851
2852         if (end <= start)
2853                 return -ENXIO;
2854
2855         rcu_read_lock();
2856         while ((page = find_get_entry(&xas, max, XA_PRESENT))) {
2857                 loff_t pos = (u64)xas.xa_index << PAGE_SHIFT;
2858                 unsigned int seek_size;
2859
2860                 if (start < pos) {
2861                         if (!seek_data)
2862                                 goto unlock;
2863                         start = pos;
2864                 }
2865
2866                 seek_size = seek_page_size(&xas, page);
2867                 pos = round_up(pos + 1, seek_size);
2868                 start = page_seek_hole_data(&xas, mapping, page, start, pos,
2869                                 seek_data);
2870                 if (start < pos)
2871                         goto unlock;
2872                 if (start >= end)
2873                         break;
2874                 if (seek_size > PAGE_SIZE)
2875                         xas_set(&xas, pos >> PAGE_SHIFT);
2876                 if (!xa_is_value(page))
2877                         put_page(page);
2878         }
2879         if (seek_data)
2880                 start = -ENXIO;
2881 unlock:
2882         rcu_read_unlock();
2883         if (page && !xa_is_value(page))
2884                 put_page(page);
2885         if (start > end)
2886                 return end;
2887         return start;
2888 }
2889
2890 #ifdef CONFIG_MMU
2891 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2892 /*
2893  * lock_page_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_lock
2894  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2895  * @page - the page to lock.
2896  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2897  *
2898  * This works similar to lock_page_or_retry in that it can drop the mmap_lock.
2899  * It differs in that it actually returns the page locked if it returns 1 and 0
2900  * if it couldn't lock the page.  If we did have to drop the mmap_lock then fpin
2901  * will point to the pinned file and needs to be fput()'ed at a later point.
2902  */
2903 static int lock_page_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct page *page,
2904                                      struct file **fpin)
2905 {
2906         if (trylock_page(page))
2907                 return 1;
2908
2909         /*
2910          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2911          * the mmap_lock still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2912          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2913          */
2914         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2915                 return 0;
2916
2917         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2918         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2919                 if (__lock_page_killable(page)) {
2920                         /*
2921                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_lock,
2922                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2923                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2924                          * mmap_lock here and return 0 if we don't have a fpin.
2925                          */
2926                         if (*fpin == NULL)
2927                                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
2928                         return 0;
2929                 }
2930         } else
2931                 __lock_page(page);
2932         return 1;
2933 }
2934
2935
2936 /*
2937  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2938  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2939  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2940  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2941  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2942  */
2943 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2944 {
2945         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2946         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2947         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2948         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, vmf->pgoff);
2949         struct file *fpin = NULL;
2950         unsigned int mmap_miss;
2951
2952         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2953         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2954                 return fpin;
2955         if (!ra->ra_pages)
2956                 return fpin;
2957
2958         if (vmf->vma->vm_flags & VM_SEQ_READ) {
2959                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2960                 page_cache_sync_ra(&ractl, ra->ra_pages);
2961                 return fpin;
2962         }
2963
2964         /* Avoid banging the cache line if not needed */
2965         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
2966         if (mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
2967                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, ++mmap_miss);
2968
2969         /*
2970          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
2971          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
2972          */
2973         if (mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
2974                 return fpin;
2975
2976         /*
2977          * mmap read-around
2978          */
2979         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2980         ra->start = max_t(long, 0, vmf->pgoff - ra->ra_pages / 2);
2981         ra->size = ra->ra_pages;
2982         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
2983         ractl._index = ra->start;
2984         do_page_cache_ra(&ractl, ra->size, ra->async_size);
2985         return fpin;
2986 }
2987
2988 /*
2989  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
2990  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
2991  * was pinned if we have to drop the mmap_lock in order to do IO.
2992  */
2993 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
2994                                             struct page *page)
2995 {
2996         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2997         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2998         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2999         struct file *fpin = NULL;
3000         unsigned int mmap_miss;
3001         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
3002
3003         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
3004         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ || !ra->ra_pages)
3005                 return fpin;
3006         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3007         if (mmap_miss)
3008                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, --mmap_miss);
3009         if (PageReadahead(page)) {
3010                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3011                 page_cache_async_readahead(mapping, ra, file,
3012                                            page, offset, ra->ra_pages);
3013         }
3014         return fpin;
3015 }
3016
3017 /**
3018  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
3019  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
3020  *
3021  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
3022  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
3023  *
3024  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
3025  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
3026  * having a lot of duplicated code.
3027  *
3028  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held on entry.
3029  *
3030  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_lock
3031  * may be dropped before doing I/O or by lock_page_maybe_drop_mmap().
3032  *
3033  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_lock
3034  * has not been released.
3035  *
3036  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
3037  *
3038  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
3039  */
3040 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
3041 {
3042         int error;
3043         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3044         struct file *fpin = NULL;
3045         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3046         struct inode *inode = mapping->host;
3047         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
3048         pgoff_t max_off;
3049         struct page *page;
3050         vm_fault_t ret = 0;
3051         bool mapping_locked = false;
3052
3053         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3054         if (unlikely(offset >= max_off))
3055                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3056
3057         /*
3058          * Do we have something in the page cache already?
3059          */
3060         page = find_get_page(mapping, offset);
3061         if (likely(page)) {
3062                 /*
3063                  * We found the page, so try async readahead before waiting for
3064                  * the lock.
3065                  */
3066                 if (!(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED))
3067                         fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, page);
3068                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
3069                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3070                         mapping_locked = true;
3071                 }
3072         } else {
3073                 /* No page in the page cache at all */
3074                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
3075                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
3076                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
3077                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
3078 retry_find:
3079                 /*
3080                  * See comment in filemap_create_page() why we need
3081                  * invalidate_lock
3082                  */
3083                 if (!mapping_locked) {
3084                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3085                         mapping_locked = true;
3086                 }
3087                 page = pagecache_get_page(mapping, offset,
3088                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
3089                                           vmf->gfp_mask);
3090                 if (!page) {
3091                         if (fpin)
3092                                 goto out_retry;
3093                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3094                         return VM_FAULT_OOM;
3095                 }
3096         }
3097
3098         if (!lock_page_maybe_drop_mmap(vmf, page, &fpin))
3099                 goto out_retry;
3100
3101         /* Did it get truncated? */
3102         if (unlikely(compound_head(page)->mapping != mapping)) {
3103                 unlock_page(page);
3104                 put_page(page);
3105                 goto retry_find;
3106         }
3107         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
3108
3109         /*
3110          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
3111          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
3112          */
3113         if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
3114                 /*
3115                  * The page was in cache and uptodate and now it is not.
3116                  * Strange but possible since we didn't hold the page lock all
3117                  * the time. Let's drop everything get the invalidate lock and
3118                  * try again.
3119                  */
3120                 if (!mapping_locked) {
3121                         unlock_page(page);
3122                         put_page(page);
3123                         goto retry_find;
3124                 }
3125                 goto page_not_uptodate;
3126         }
3127
3128         /*
3129          * We've made it this far and we had to drop our mmap_lock, now is the
3130          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
3131          * redo the fault.
3132          */
3133         if (fpin) {
3134                 unlock_page(page);
3135                 goto out_retry;
3136         }
3137         if (mapping_locked)
3138                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3139
3140         /*
3141          * Found the page and have a reference on it.
3142          * We must recheck i_size under page lock.
3143          */
3144         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3145         if (unlikely(offset >= max_off)) {
3146                 unlock_page(page);
3147                 put_page(page);
3148                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3149         }
3150
3151         vmf->page = page;
3152         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
3153
3154 page_not_uptodate:
3155         /*
3156          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
3157          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
3158          * because there really aren't any performance issues here
3159          * and we need to check for errors.
3160          */
3161         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3162         error = filemap_read_page(file, mapping, page);
3163         if (fpin)
3164                 goto out_retry;
3165         put_page(page);
3166
3167         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
3168                 goto retry_find;
3169         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3170
3171         return VM_FAULT_SIGBUS;
3172
3173 out_retry:
3174         /*
3175          * We dropped the mmap_lock, we need to return to the fault handler to
3176          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
3177          * page.
3178          */
3179         if (page)
3180                 put_page(page);
3181         if (mapping_locked)
3182                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3183         if (fpin)
3184                 fput(fpin);
3185         return ret | VM_FAULT_RETRY;
3186 }
3187 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
3188
3189 static bool filemap_map_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page)
3190 {
3191         struct mm_struct *mm = vmf->vma->vm_mm;
3192
3193         /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
3194         if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd)) {
3195                 unlock_page(page);
3196                 put_page(page);
3197                 return true;
3198         }
3199
3200         if (pmd_none(*vmf->pmd) && PageTransHuge(page)) {
3201             vm_fault_t ret = do_set_pmd(vmf, page);
3202             if (!ret) {
3203                     /* The page is mapped successfully, reference consumed. */
3204                     unlock_page(page);
3205                     return true;
3206             }
3207         }
3208
3209         if (pmd_none(*vmf->pmd)) {
3210                 vmf->ptl = pmd_lock(mm, vmf->pmd);
3211                 if (likely(pmd_none(*vmf->pmd))) {
3212                         mm_inc_nr_ptes(mm);
3213                         pmd_populate(mm, vmf->pmd, vmf->prealloc_pte);
3214                         vmf->prealloc_pte = NULL;
3215                 }
3216                 spin_unlock(vmf->ptl);
3217         }
3218
3219         /* See comment in handle_pte_fault() */
3220         if (pmd_devmap_trans_unstable(vmf->pmd)) {
3221                 unlock_page(page);
3222                 put_page(page);
3223                 return true;
3224         }
3225
3226         return false;
3227 }
3228
3229 static struct page *next_uptodate_page(struct page *page,
3230                                        struct address_space *mapping,
3231                                        struct xa_state *xas, pgoff_t end_pgoff)
3232 {
3233         unsigned long max_idx;
3234
3235         do {
3236                 if (!page)
3237                         return NULL;
3238                 if (xas_retry(xas, page))
3239                         continue;
3240                 if (xa_is_value(page))
3241                         continue;
3242                 if (PageLocked(page))
3243                         continue;
3244                 if (!page_cache_get_speculative(page))
3245                         continue;
3246                 /* Has the page moved or been split? */
3247                 if (unlikely(page != xas_reload(xas)))
3248                         goto skip;
3249                 if (!PageUptodate(page) || PageReadahead(page))
3250                         goto skip;
3251                 if (PageHWPoison(page))
3252                         goto skip;
3253                 if (!trylock_page(page))
3254                         goto skip;
3255                 if (page->mapping != mapping)
3256                         goto unlock;
3257                 if (!PageUptodate(page))
3258                         goto unlock;
3259                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
3260                 if (xas->xa_index >= max_idx)
3261                         goto unlock;
3262                 return page;
3263 unlock:
3264                 unlock_page(page);
3265 skip:
3266                 put_page(page);
3267         } while ((page = xas_next_entry(xas, end_pgoff)) != NULL);
3268
3269         return NULL;
3270 }
3271
3272 static inline struct page *first_map_page(struct address_space *mapping,
3273                                           struct xa_state *xas,
3274                                           pgoff_t end_pgoff)
3275 {
3276         return next_uptodate_page(xas_find(xas, end_pgoff),
3277                                   mapping, xas, end_pgoff);
3278 }
3279
3280 static inline struct page *next_map_page(struct address_space *mapping,
3281                                          struct xa_state *xas,
3282                                          pgoff_t end_pgoff)
3283 {
3284         return next_uptodate_page(xas_next_entry(xas, end_pgoff),
3285                                   mapping, xas, end_pgoff);
3286 }
3287
3288 vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3289                              pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
3290 {
3291         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
3292         struct file *file = vma->vm_file;
3293         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3294         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
3295         unsigned long addr;
3296         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
3297         struct page *head, *page;
3298         unsigned int mmap_miss = READ_ONCE(file->f_ra.mmap_miss);
3299         vm_fault_t ret = 0;
3300
3301         rcu_read_lock();
3302         head = first_map_page(mapping, &xas, end_pgoff);
3303         if (!head)
3304                 goto out;
3305
3306         if (filemap_map_pmd(vmf, head)) {
3307                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3308                 goto out;
3309         }
3310
3311         addr = vma->vm_start + ((start_pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
3312         vmf->pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, vmf->pmd, addr, &vmf->ptl);
3313         do {
3314                 page = find_subpage(head, xas.xa_index);
3315                 if (PageHWPoison(page))
3316                         goto unlock;
3317
3318                 if (mmap_miss > 0)
3319                         mmap_miss--;
3320
3321                 addr += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
3322                 vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
3323                 last_pgoff = xas.xa_index;
3324
3325                 if (!pte_none(*vmf->pte))
3326                         goto unlock;
3327
3328                 /* We're about to handle the fault */
3329                 if (vmf->address == addr)
3330                         ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3331
3332                 do_set_pte(vmf, page, addr);
3333                 /* no need to invalidate: a not-present page won't be cached */
3334                 update_mmu_cache(vma, addr, vmf->pte);
3335                 unlock_page(head);
3336                 continue;
3337 unlock:
3338                 unlock_page(head);
3339                 put_page(head);
3340         } while ((head = next_map_page(mapping, &xas, end_pgoff)) != NULL);
3341         pte_unmap_unlock(vmf->pte, vmf->ptl);
3342 out:
3343         rcu_read_unlock();
3344         WRITE_ONCE(file->f_ra.mmap_miss, mmap_miss);
3345         return ret;
3346 }
3347 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
3348
3349 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3350 {
3351         struct address_space *mapping = vmf->vma->vm_file->f_mapping;
3352         struct page *page = vmf->page;
3353         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
3354
3355         sb_start_pagefault(mapping->host->i_sb);
3356         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
3357         lock_page(page);
3358         if (page->mapping != mapping) {
3359                 unlock_page(page);
3360                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3361                 goto out;
3362         }
3363         /*
3364          * We mark the page dirty already here so that when freeze is in
3365          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
3366          * see the dirty page and writeprotect it again.
3367          */
3368         set_page_dirty(page);
3369         wait_for_stable_page(page);
3370 out:
3371         sb_end_pagefault(mapping->host->i_sb);
3372         return ret;
3373 }
3374
3375 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
3376         .fault          = filemap_fault,
3377         .map_pages      = filemap_map_pages,
3378         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
3379 };
3380
3381 /* This is used for a general mmap of a disk file */
3382
3383 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3384 {
3385         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3386
3387         if (!mapping->a_ops->readpage)
3388                 return -ENOEXEC;
3389         file_accessed(file);
3390         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
3391         return 0;
3392 }
3393
3394 /*
3395  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
3396  */
3397 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3398 {
3399         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
3400                 return -EINVAL;
3401         return generic_file_mmap(file, vma);
3402 }
3403 #else
3404 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3405 {
3406         return VM_FAULT_SIGBUS;
3407 }
3408 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3409 {
3410         return -ENOSYS;
3411 }
3412 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3413 {
3414         return -ENOSYS;
3415 }
3416 #endif /* CONFIG_MMU */
3417
3418 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
3419 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
3420 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
3421
3422 static struct page *wait_on_page_read(struct page *page)
3423 {
3424         if (!IS_ERR(page)) {
3425                 wait_on_page_locked(page);
3426                 if (!PageUptodate(page)) {
3427                         put_page(page);
3428                         page = ERR_PTR(-EIO);
3429                 }
3430         }
3431         return page;
3432 }
3433
3434 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
3435                                 pgoff_t index,
3436                                 int (*filler)(void *, struct page *),
3437                                 void *data,
3438                                 gfp_t gfp)
3439 {
3440         struct page *page;
3441         int err;
3442 repeat:
3443         page = find_get_page(mapping, index);
3444         if (!page) {
3445                 page = __page_cache_alloc(gfp);
3446                 if (!page)
3447                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3448                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp);
3449                 if (unlikely(err)) {
3450                         put_page(page);
3451                         if (err == -EEXIST)
3452                                 goto repeat;
3453                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
3454                         return ERR_PTR(err);
3455                 }
3456
3457 filler:
3458                 if (filler)
3459                         err = filler(data, page);
3460                 else
3461                         err = mapping->a_ops->readpage(data, page);
3462
3463                 if (err < 0) {
3464                         put_page(page);
3465                         return ERR_PTR(err);
3466                 }
3467
3468                 page = wait_on_page_read(page);
3469                 if (IS_ERR(page))
3470                         return page;
3471                 goto out;
3472         }
3473         if (PageUptodate(page))
3474                 goto out;
3475
3476         /*
3477          * Page is not up to date and may be locked due to one of the following
3478          * case a: Page is being filled and the page lock is held
3479          * case b: Read/write error clearing the page uptodate status
3480          * case c: Truncation in progress (page locked)
3481          * case d: Reclaim in progress
3482          *
3483          * Case a, the page will be up to date when the page is unlocked.
3484          *    There is no need to serialise on the page lock here as the page
3485          *    is pinned so the lock gives no additional protection. Even if the
3486          *    page is truncated, the data is still valid if PageUptodate as
3487          *    it's a race vs truncate race.
3488          * Case b, the page will not be up to date
3489          * Case c, the page may be truncated but in itself, the data may still
3490          *    be valid after IO completes as it's a read vs truncate race. The
3491          *    operation must restart if the page is not uptodate on unlock but
3492          *    otherwise serialising on page lock to stabilise the mapping gives
3493          *    no additional guarantees to the caller as the page lock is
3494          *    released before return.
3495          * Case d, similar to truncation. If reclaim holds the page lock, it
3496          *    will be a race with remove_mapping that determines if the mapping
3497          *    is valid on unlock but otherwise the data is valid and there is
3498          *    no need to serialise with page lock.
3499          *
3500          * As the page lock gives no additional guarantee, we optimistically
3501          * wait on the page to be unlocked and check if it's up to date and
3502          * use the page if it is. Otherwise, the page lock is required to
3503          * distinguish between the different cases. The motivation is that we
3504          * avoid spurious serialisations and wakeups when multiple processes
3505          * wait on the same page for IO to complete.
3506          */
3507         wait_on_page_locked(page);
3508         if (PageUptodate(page))
3509                 goto out;
3510
3511         /* Distinguish between all the cases under the safety of the lock */
3512         lock_page(page);
3513
3514         /* Case c or d, restart the operation */
3515         if (!page->mapping) {
3516                 unlock_page(page);
3517                 put_page(page);
3518                 goto repeat;
3519         }
3520
3521         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
3522         if (PageUptodate(page)) {
3523                 unlock_page(page);
3524                 goto out;
3525         }
3526
3527         /*
3528          * A previous I/O error may have been due to temporary
3529          * failures.
3530          * Clear page error before actual read, PG_error will be
3531          * set again if read page fails.
3532          */
3533         ClearPageError(page);
3534         goto filler;
3535
3536 out:
3537         mark_page_accessed(page);
3538         return page;
3539 }
3540
3541 /**
3542  * read_cache_page - read into page cache, fill it if needed
3543  * @mapping:    the page's address_space
3544  * @index:      the page index
3545  * @filler:     function to perform the read
3546  * @data:       first arg to filler(data, page) function, often left as NULL
3547  *
3548  * Read into the page cache. If a page already exists, and PageUptodate() is
3549  * not set, try to fill the page and wait for it to become unlocked.
3550  *
3551  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3552  *
3553  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3554  *
3555  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3556  */
3557 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
3558                                 pgoff_t index,
3559                                 int (*filler)(void *, struct page *),
3560                                 void *data)
3561 {
3562         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, data,
3563                         mapping_gfp_mask(mapping));
3564 }
3565 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
3566
3567 /**
3568  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
3569  * @mapping:    the page's address_space
3570  * @index:      the page index
3571  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
3572  *
3573  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
3574  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
3575  *
3576  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3577  *
3578  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3579  *
3580  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3581  */
3582 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
3583                                 pgoff_t index,
3584                                 gfp_t gfp)
3585 {
3586         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
3587 }
3588 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
3589
3590 int pagecache_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
3591                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
3592                                 struct page **pagep, void **fsdata)
3593 {
3594         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3595
3596         return aops->write_begin(file, mapping, pos, len, flags,
3597                                                         pagep, fsdata);
3598 }
3599 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_begin);
3600
3601 int pagecache_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
3602                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
3603                                 struct page *page, void *fsdata)
3604 {
3605         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3606
3607         return aops->write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
3608 }
3609 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_end);
3610
3611 /*
3612  * Warn about a page cache invalidation failure during a direct I/O write.
3613  */
3614 void dio_warn_stale_pagecache(struct file *filp)
3615 {
3616         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, 86400 * HZ, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3617         char pathname[128];
3618         char *path;
3619
3620         errseq_set(&filp->f_mapping->wb_err, -EIO);
3621         if (__ratelimit(&_rs)) {
3622                 path = file_path(filp, pathname, sizeof(pathname));
3623                 if (IS_ERR(path))
3624                         path = "(unknown)";
3625                 pr_crit("Page cache invalidation failure on direct I/O.  Possible data corruption due to collision with buffered I/O!\n");
3626                 pr_crit("File: %s PID: %d Comm: %.20s\n", path, current->pid,
3627                         current->comm);
3628         }
3629 }
3630
3631 ssize_t
3632 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3633 {
3634         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3635         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3636         struct inode    *inode = mapping->host;
3637         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3638         ssize_t         written;
3639         size_t          write_len;
3640         pgoff_t         end;
3641
3642         write_len = iov_iter_count(from);
3643         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3644
3645         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3646                 /* If there are pages to writeback, return */
3647                 if (filemap_range_has_page(file->f_mapping, pos,
3648                                            pos + write_len - 1))
3649                         return -EAGAIN;
3650         } else {
3651                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3652                                                         pos + write_len - 1);
3653                 if (written)
3654                         goto out;
3655         }
3656
3657         /*
3658          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3659          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3660          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3661          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3662          */
3663         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3664                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3665         /*
3666          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3667          * to buffered write.
3668          */
3669         if (written) {
3670                 if (written == -EBUSY)
3671                         return 0;
3672                 goto out;
3673         }
3674
3675         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3676
3677         /*
3678          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3679          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3680          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3681          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3682          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3683          * fails, tough, the write still worked...
3684          *
3685          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3686          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3687          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3688          * them by removing it completely.
3689          *
3690          * Noticeable example is a blkdev_direct_IO().
3691          *
3692          * Skip invalidation for async writes or if mapping has no pages.
3693          */
3694         if (written > 0 && mapping->nrpages &&
3695             invalidate_inode_pages2_range(mapping, pos >> PAGE_SHIFT, end))
3696                 dio_warn_stale_pagecache(file);
3697
3698         if (written > 0) {
3699                 pos += written;
3700                 write_len -= written;
3701                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3702                         i_size_write(inode, pos);
3703                         mark_inode_dirty(inode);
3704                 }
3705                 iocb->ki_pos = pos;
3706         }
3707         if (written != -EIOCBQUEUED)
3708                 iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3709 out:
3710         return written;
3711 }
3712 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3713
3714 /*
3715  * Find or create a page at the given pagecache position. Return the locked
3716  * page. This function is specifically for buffered writes.
3717  */
3718 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
3719                                         pgoff_t index, unsigned flags)
3720 {
3721         struct page *page;
3722         int fgp_flags = FGP_LOCK|FGP_WRITE|FGP_CREAT;
3723
3724         if (flags & AOP_FLAG_NOFS)
3725                 fgp_flags |= FGP_NOFS;
3726
3727         page = pagecache_get_page(mapping, index, fgp_flags,
3728                         mapping_gfp_mask(mapping));
3729         if (page)
3730                 wait_for_stable_page(page);
3731
3732         return page;
3733 }
3734 EXPORT_SYMBOL(grab_cache_page_write_begin);
3735
3736 ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
3737                                 struct iov_iter *i, loff_t pos)
3738 {
3739         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3740         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3741         long status = 0;
3742         ssize_t written = 0;
3743         unsigned int flags = 0;
3744
3745         do {
3746                 struct page *page;
3747                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3748                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3749                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3750                 void *fsdata;
3751
3752                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3753                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3754                                                 iov_iter_count(i));
3755
3756 again:
3757                 /*
3758                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3759                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3760                  * same page as we're writing to, without it being marked
3761                  * up-to-date.
3762                  */
3763                 if (unlikely(iov_iter_fault_in_readable(i, bytes))) {
3764                         status = -EFAULT;
3765                         break;
3766                 }
3767
3768                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3769                         status = -EINTR;
3770                         break;
3771                 }
3772
3773                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
3774                                                 &page, &fsdata);
3775                 if (unlikely(status < 0))
3776                         break;
3777
3778                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3779                         flush_dcache_page(page);
3780
3781                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, bytes, i);
3782                 flush_dcache_page(page);
3783
3784                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3785                                                 page, fsdata);
3786                 if (unlikely(status != copied)) {
3787                         iov_iter_revert(i, copied - max(status, 0L));
3788                         if (unlikely(status < 0))
3789                                 break;
3790                 }
3791                 cond_resched();
3792
3793                 if (unlikely(status == 0)) {
3794                         /*
3795                          * A short copy made ->write_end() reject the
3796                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
3797                          * halfway through, might be a race with munmap,
3798                          * might be severe memory pressure.
3799                          */
3800                         if (copied)
3801                                 bytes = copied;
3802                         goto again;
3803                 }
3804                 pos += status;
3805                 written += status;
3806
3807                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3808         } while (iov_iter_count(i));
3809
3810         return written ? written : status;
3811 }
3812 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3813
3814 /**
3815  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3816  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3817  * @from:       iov_iter with data to write
3818  *
3819  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3820  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3821  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3822  * do direct IO or a standard buffered write.
3823  *
3824  * It expects i_rwsem to be grabbed unless we work on a block device or similar
3825  * object which does not need locking at all.
3826  *
3827  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3828  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3829  * avoid syncing under i_rwsem.
3830  *
3831  * Return:
3832  * * number of bytes written, even for truncated writes
3833  * * negative error code if no data has been written at all
3834  */
3835 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3836 {
3837         struct file *file = iocb->ki_filp;
3838         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3839         struct inode    *inode = mapping->host;
3840         ssize_t         written = 0;
3841         ssize_t         err;
3842         ssize_t         status;
3843
3844         /* We can write back this queue in page reclaim */
3845         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3846         err = file_remove_privs(file);
3847         if (err)
3848                 goto out;
3849
3850         err = file_update_time(file);
3851         if (err)
3852                 goto out;
3853
3854         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3855                 loff_t pos, endbyte;
3856
3857                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3858                 /*
3859                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3860                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3861                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3862                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3863                  * page-cache pages correctly).
3864                  */
3865                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3866                         goto out;
3867
3868                 status = generic_perform_write(file, from, pos = iocb->ki_pos);
3869                 /*
3870                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3871                  * then we want to return the number of bytes which were
3872                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3873                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3874                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3875                  */
3876                 if (unlikely(status < 0)) {
3877                         err = status;
3878                         goto out;
3879                 }
3880                 /*
3881                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3882                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3883                  * semantics.
3884                  */
3885                 endbyte = pos + status - 1;
3886                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3887                 if (err == 0) {
3888                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3889                         written += status;
3890                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3891                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3892                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3893                 } else {
3894                         /*
3895                          * We don't know how much we wrote, so just return
3896                          * the number of bytes which were direct-written
3897                          */
3898                 }
3899         } else {
3900                 written = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
3901                 if (likely(written > 0))
3902                         iocb->ki_pos += written;
3903         }
3904 out:
3905         current->backing_dev_info = NULL;
3906         return written ? written : err;
3907 }
3908 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3909
3910 /**
3911  * generic_file_write_iter - write data to a file
3912  * @iocb:       IO state structure
3913  * @from:       iov_iter with data to write
3914  *
3915  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3916  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3917  * and acquires i_rwsem as needed.
3918  * Return:
3919  * * negative error code if no data has been written at all of
3920  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3921  * * number of bytes written, even for truncated writes
3922  */
3923 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3924 {
3925         struct file *file = iocb->ki_filp;
3926         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3927         ssize_t ret;
3928
3929         inode_lock(inode);
3930         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3931         if (ret > 0)
3932                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3933         inode_unlock(inode);
3934
3935         if (ret > 0)
3936                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3937         return ret;
3938 }
3939 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3940
3941 /**
3942  * try_to_release_page() - release old fs-specific metadata on a page
3943  *
3944  * @page: the page which the kernel is trying to free
3945  * @gfp_mask: memory allocation flags (and I/O mode)
3946  *
3947  * The address_space is to try to release any data against the page
3948  * (presumably at page->private).
3949  *
3950  * This may also be called if PG_fscache is set on a page, indicating that the
3951  * page is known to the local caching routines.
3952  *
3953  * The @gfp_mask argument specifies whether I/O may be performed to release
3954  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3955  *
3956  * Return: %1 if the release was successful, otherwise return zero.
3957  */
3958 int try_to_release_page(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
3959 {
3960         struct address_space * const mapping = page->mapping;
3961
3962         BUG_ON(!PageLocked(page));
3963         if (PageWriteback(page))
3964                 return 0;
3965
3966         if (mapping && mapping->a_ops->releasepage)
3967                 return mapping->a_ops->releasepage(page, gfp_mask);
3968         return try_to_free_buffers(page);
3969 }
3970
3971 EXPORT_SYMBOL(try_to_release_page);