c10e237cc2c6eccdb0ae34ca2c35288b33b6d3b7
[releases.git] / filemap.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *      linux/mm/filemap.c
4  *
5  * Copyright (C) 1994-1999  Linus Torvalds
6  */
7
8 /*
9  * This file handles the generic file mmap semantics used by
10  * most "normal" filesystems (but you don't /have/ to use this:
11  * the NFS filesystem used to do this differently, for example)
12  */
13 #include <linux/export.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/dax.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/sched/signal.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/capability.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/gfp.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/mman.h>
25 #include <linux/pagemap.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/error-injection.h>
29 #include <linux/hash.h>
30 #include <linux/writeback.h>
31 #include <linux/backing-dev.h>
32 #include <linux/pagevec.h>
33 #include <linux/blkdev.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/cleancache.h>
39 #include <linux/shmem_fs.h>
40 #include <linux/rmap.h>
41 #include <linux/delayacct.h>
42 #include <linux/psi.h>
43 #include <linux/ramfs.h>
44 #include "internal.h"
45
46 #define CREATE_TRACE_POINTS
47 #include <trace/events/filemap.h>
48
49 /*
50  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
51  */
52 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
53
54 #include <asm/mman.h>
55
56 /*
57  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
58  * though.
59  *
60  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
61  *
62  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
63  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
64  *
65  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
66  */
67
68 /*
69  * Lock ordering:
70  *
71  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
72  *    ->private_lock            (__free_pte->__set_page_dirty_buffers)
73  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
74  *        ->i_pages lock
75  *
76  *  ->i_mutex
77  *    ->i_mmap_rwsem            (truncate->unmap_mapping_range)
78  *
79  *  ->mmap_sem
80  *    ->i_mmap_rwsem
81  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
82  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
83  *
84  *  ->mmap_sem
85  *    ->lock_page               (access_process_vm)
86  *
87  *  ->i_mutex                   (generic_perform_write)
88  *    ->mmap_sem                (fault_in_pages_readable->do_page_fault)
89  *
90  *  bdi->wb.list_lock
91  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
92  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
93  *
94  *  ->i_mmap_rwsem
95  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
96  *
97  *  ->anon_vma.lock
98  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
99  *
100  *  ->page_table_lock or pte_lock
101  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
102  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
103  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
104  *    ->pgdat->lru_lock         (follow_page->mark_page_accessed)
105  *    ->pgdat->lru_lock         (check_pte_range->isolate_lru_page)
106  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
107  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
108  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
109  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
110  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
111  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
112  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
113  *    ->private_lock            (zap_pte_range->__set_page_dirty_buffers)
114  *
115  * ->i_mmap_rwsem
116  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
117  */
118
119 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
120                                    struct page *page, void *shadow)
121 {
122         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, page->index);
123         unsigned int nr = 1;
124
125         mapping_set_update(&xas, mapping);
126
127         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
128         if (!PageHuge(page)) {
129                 xas_set_order(&xas, page->index, compound_order(page));
130                 nr = compound_nr(page);
131         }
132
133         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
134         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
135         VM_BUG_ON_PAGE(nr != 1 && shadow, page);
136
137         xas_store(&xas, shadow);
138         xas_init_marks(&xas);
139
140         page->mapping = NULL;
141         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
142
143         if (shadow) {
144                 mapping->nrexceptional += nr;
145                 /*
146                  * Make sure the nrexceptional update is committed before
147                  * the nrpages update so that final truncate racing
148                  * with reclaim does not see both counters 0 at the
149                  * same time and miss a shadow entry.
150                  */
151                 smp_wmb();
152         }
153         mapping->nrpages -= nr;
154 }
155
156 static void unaccount_page_cache_page(struct address_space *mapping,
157                                       struct page *page)
158 {
159         int nr;
160
161         /*
162          * if we're uptodate, flush out into the cleancache, otherwise
163          * invalidate any existing cleancache entries.  We can't leave
164          * stale data around in the cleancache once our page is gone
165          */
166         if (PageUptodate(page) && PageMappedToDisk(page))
167                 cleancache_put_page(page);
168         else
169                 cleancache_invalidate_page(mapping, page);
170
171         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
172         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
173         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(page_mapped(page))) {
174                 int mapcount;
175
176                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
177                          current->comm, page_to_pfn(page));
178                 dump_page(page, "still mapped when deleted");
179                 dump_stack();
180                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
181
182                 mapcount = page_mapcount(page);
183                 if (mapping_exiting(mapping) &&
184                     page_count(page) >= mapcount + 2) {
185                         /*
186                          * All vmas have already been torn down, so it's
187                          * a good bet that actually the page is unmapped,
188                          * and we'd prefer not to leak it: if we're wrong,
189                          * some other bad page check should catch it later.
190                          */
191                         page_mapcount_reset(page);
192                         page_ref_sub(page, mapcount);
193                 }
194         }
195
196         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
197         if (PageHuge(page))
198                 return;
199
200         nr = hpage_nr_pages(page);
201
202         __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FILE_PAGES, -nr);
203         if (PageSwapBacked(page)) {
204                 __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SHMEM, -nr);
205                 if (PageTransHuge(page))
206                         __dec_node_page_state(page, NR_SHMEM_THPS);
207         } else if (PageTransHuge(page)) {
208                 __dec_node_page_state(page, NR_FILE_THPS);
209                 filemap_nr_thps_dec(mapping);
210         }
211
212         /*
213          * At this point page must be either written or cleaned by
214          * truncate.  Dirty page here signals a bug and loss of
215          * unwritten data.
216          *
217          * This fixes dirty accounting after removing the page entirely
218          * but leaves PageDirty set: it has no effect for truncated
219          * page and anyway will be cleared before returning page into
220          * buddy allocator.
221          */
222         if (WARN_ON_ONCE(PageDirty(page)))
223                 account_page_cleaned(page, mapping, inode_to_wb(mapping->host));
224 }
225
226 /*
227  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
228  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
229  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
230  */
231 void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow)
232 {
233         struct address_space *mapping = page->mapping;
234
235         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(page);
236
237         unaccount_page_cache_page(mapping, page);
238         page_cache_delete(mapping, page, shadow);
239 }
240
241 static void page_cache_free_page(struct address_space *mapping,
242                                 struct page *page)
243 {
244         void (*freepage)(struct page *);
245
246         freepage = mapping->a_ops->freepage;
247         if (freepage)
248                 freepage(page);
249
250         if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page)) {
251                 page_ref_sub(page, HPAGE_PMD_NR);
252                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) <= 0, page);
253         } else {
254                 put_page(page);
255         }
256 }
257
258 /**
259  * delete_from_page_cache - delete page from page cache
260  * @page: the page which the kernel is trying to remove from page cache
261  *
262  * This must be called only on pages that have been verified to be in the page
263  * cache and locked.  It will never put the page into the free list, the caller
264  * has a reference on the page.
265  */
266 void delete_from_page_cache(struct page *page)
267 {
268         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
269         unsigned long flags;
270
271         BUG_ON(!PageLocked(page));
272         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
273         __delete_from_page_cache(page, NULL);
274         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
275
276         page_cache_free_page(mapping, page);
277 }
278 EXPORT_SYMBOL(delete_from_page_cache);
279
280 /*
281  * page_cache_delete_batch - delete several pages from page cache
282  * @mapping: the mapping to which pages belong
283  * @pvec: pagevec with pages to delete
284  *
285  * The function walks over mapping->i_pages and removes pages passed in @pvec
286  * from the mapping. The function expects @pvec to be sorted by page index
287  * and is optimised for it to be dense.
288  * It tolerates holes in @pvec (mapping entries at those indices are not
289  * modified). The function expects only THP head pages to be present in the
290  * @pvec.
291  *
292  * The function expects the i_pages lock to be held.
293  */
294 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
295                              struct pagevec *pvec)
296 {
297         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, pvec->pages[0]->index);
298         int total_pages = 0;
299         int i = 0;
300         struct page *page;
301
302         mapping_set_update(&xas, mapping);
303         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
304                 if (i >= pagevec_count(pvec))
305                         break;
306
307                 /* A swap/dax/shadow entry got inserted? Skip it. */
308                 if (xa_is_value(page))
309                         continue;
310                 /*
311                  * A page got inserted in our range? Skip it. We have our
312                  * pages locked so they are protected from being removed.
313                  * If we see a page whose index is higher than ours, it
314                  * means our page has been removed, which shouldn't be
315                  * possible because we're holding the PageLock.
316                  */
317                 if (page != pvec->pages[i]) {
318                         VM_BUG_ON_PAGE(page->index > pvec->pages[i]->index,
319                                         page);
320                         continue;
321                 }
322
323                 WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
324
325                 if (page->index == xas.xa_index)
326                         page->mapping = NULL;
327                 /* Leave page->index set: truncation lookup relies on it */
328
329                 /*
330                  * Move to the next page in the vector if this is a regular
331                  * page or the index is of the last sub-page of this compound
332                  * page.
333                  */
334                 if (page->index + compound_nr(page) - 1 == xas.xa_index)
335                         i++;
336                 xas_store(&xas, NULL);
337                 total_pages++;
338         }
339         mapping->nrpages -= total_pages;
340 }
341
342 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
343                                   struct pagevec *pvec)
344 {
345         int i;
346         unsigned long flags;
347
348         if (!pagevec_count(pvec))
349                 return;
350
351         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
352         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
353                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(pvec->pages[i]);
354
355                 unaccount_page_cache_page(mapping, pvec->pages[i]);
356         }
357         page_cache_delete_batch(mapping, pvec);
358         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
359
360         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++)
361                 page_cache_free_page(mapping, pvec->pages[i]);
362 }
363
364 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
365 {
366         int ret = 0;
367         /* Check for outstanding write errors */
368         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
369             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
370                 ret = -ENOSPC;
371         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
372             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
373                 ret = -EIO;
374         return ret;
375 }
376 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
377
378 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
379 {
380         /* Check for outstanding write errors */
381         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
382                 return -EIO;
383         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
384                 return -ENOSPC;
385         return 0;
386 }
387
388 /**
389  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
390  * @mapping:    address space structure to write
391  * @start:      offset in bytes where the range starts
392  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
393  * @sync_mode:  enable synchronous operation
394  *
395  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
396  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
397  *
398  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
399  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
400  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
401  * be waited upon, and not just skipped over.
402  *
403  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
404  */
405 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
406                                 loff_t end, int sync_mode)
407 {
408         int ret;
409         struct writeback_control wbc = {
410                 .sync_mode = sync_mode,
411                 .nr_to_write = LONG_MAX,
412                 .range_start = start,
413                 .range_end = end,
414         };
415
416         if (!mapping_cap_writeback_dirty(mapping) ||
417             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
418                 return 0;
419
420         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, mapping->host);
421         ret = do_writepages(mapping, &wbc);
422         wbc_detach_inode(&wbc);
423         return ret;
424 }
425
426 static inline int __filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping,
427         int sync_mode)
428 {
429         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, 0, LLONG_MAX, sync_mode);
430 }
431
432 int filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping)
433 {
434         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_ALL);
435 }
436 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite);
437
438 int filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
439                                 loff_t end)
440 {
441         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end, WB_SYNC_ALL);
442 }
443 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_range);
444
445 /**
446  * filemap_flush - mostly a non-blocking flush
447  * @mapping:    target address_space
448  *
449  * This is a mostly non-blocking flush.  Not suitable for data-integrity
450  * purposes - I/O may not be started against all dirty pages.
451  *
452  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
453  */
454 int filemap_flush(struct address_space *mapping)
455 {
456         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_NONE);
457 }
458 EXPORT_SYMBOL(filemap_flush);
459
460 /**
461  * filemap_range_has_page - check if a page exists in range.
462  * @mapping:           address space within which to check
463  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
464  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
465  *
466  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
467  * direct writing in this range will trigger a writeback.
468  *
469  * Return: %true if at least one page exists in the specified range,
470  * %false otherwise.
471  */
472 bool filemap_range_has_page(struct address_space *mapping,
473                            loff_t start_byte, loff_t end_byte)
474 {
475         struct page *page;
476         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
477         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
478
479         if (end_byte < start_byte)
480                 return false;
481
482         rcu_read_lock();
483         for (;;) {
484                 page = xas_find(&xas, max);
485                 if (xas_retry(&xas, page))
486                         continue;
487                 /* Shadow entries don't count */
488                 if (xa_is_value(page))
489                         continue;
490                 /*
491                  * We don't need to try to pin this page; we're about to
492                  * release the RCU lock anyway.  It is enough to know that
493                  * there was a page here recently.
494                  */
495                 break;
496         }
497         rcu_read_unlock();
498
499         return page != NULL;
500 }
501 EXPORT_SYMBOL(filemap_range_has_page);
502
503 static void __filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping,
504                                      loff_t start_byte, loff_t end_byte)
505 {
506         pgoff_t index = start_byte >> PAGE_SHIFT;
507         pgoff_t end = end_byte >> PAGE_SHIFT;
508         struct pagevec pvec;
509         int nr_pages;
510
511         if (end_byte < start_byte)
512                 return;
513
514         pagevec_init(&pvec);
515         while (index <= end) {
516                 unsigned i;
517
518                 nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index,
519                                 end, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
520                 if (!nr_pages)
521                         break;
522
523                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
524                         struct page *page = pvec.pages[i];
525
526                         wait_on_page_writeback(page);
527                         ClearPageError(page);
528                 }
529                 pagevec_release(&pvec);
530                 cond_resched();
531         }
532 }
533
534 /**
535  * filemap_fdatawait_range - wait for writeback to complete
536  * @mapping:            address space structure to wait for
537  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
538  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
539  *
540  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
541  * in the given range and wait for all of them.  Check error status of
542  * the address space and return it.
543  *
544  * Since the error status of the address space is cleared by this function,
545  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
546  * reporting the error.
547  *
548  * Return: error status of the address space.
549  */
550 int filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping, loff_t start_byte,
551                             loff_t end_byte)
552 {
553         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
554         return filemap_check_errors(mapping);
555 }
556 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range);
557
558 /**
559  * filemap_fdatawait_range_keep_errors - wait for writeback to complete
560  * @mapping:            address space structure to wait for
561  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
562  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
563  *
564  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space in the
565  * given range and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait_range(),
566  * this function does not clear error status of the address space.
567  *
568  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
569  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
570  * fsfreeze(8)
571  */
572 int filemap_fdatawait_range_keep_errors(struct address_space *mapping,
573                 loff_t start_byte, loff_t end_byte)
574 {
575         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
576         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
577 }
578 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range_keep_errors);
579
580 /**
581  * file_fdatawait_range - wait for writeback to complete
582  * @file:               file pointing to address space structure to wait for
583  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
584  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
585  *
586  * Walk the list of under-writeback pages of the address space that file
587  * refers to, in the given range and wait for all of them.  Check error
588  * status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor and return it.
589  *
590  * Since the error status of the file is advanced by this function,
591  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
592  * reporting the error.
593  *
594  * Return: error status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor.
595  */
596 int file_fdatawait_range(struct file *file, loff_t start_byte, loff_t end_byte)
597 {
598         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
599
600         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
601         return file_check_and_advance_wb_err(file);
602 }
603 EXPORT_SYMBOL(file_fdatawait_range);
604
605 /**
606  * filemap_fdatawait_keep_errors - wait for writeback without clearing errors
607  * @mapping: address space structure to wait for
608  *
609  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
610  * and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait(), this function
611  * does not clear error status of the address space.
612  *
613  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
614  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
615  * fsfreeze(8)
616  *
617  * Return: error status of the address space.
618  */
619 int filemap_fdatawait_keep_errors(struct address_space *mapping)
620 {
621         __filemap_fdatawait_range(mapping, 0, LLONG_MAX);
622         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
623 }
624 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_keep_errors);
625
626 /* Returns true if writeback might be needed or already in progress. */
627 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
628 {
629         if (dax_mapping(mapping))
630                 return mapping->nrexceptional;
631
632         return mapping->nrpages;
633 }
634
635 int filemap_write_and_wait(struct address_space *mapping)
636 {
637         int err = 0;
638
639         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
640                 err = filemap_fdatawrite(mapping);
641                 /*
642                  * Even if the above returned error, the pages may be
643                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
644                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
645                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
646                  */
647                 if (err != -EIO) {
648                         int err2 = filemap_fdatawait(mapping);
649                         if (!err)
650                                 err = err2;
651                 } else {
652                         /* Clear any previously stored errors */
653                         filemap_check_errors(mapping);
654                 }
655         } else {
656                 err = filemap_check_errors(mapping);
657         }
658         return err;
659 }
660 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait);
661
662 /**
663  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
664  * @mapping:    the address_space for the pages
665  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
666  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
667  *
668  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
669  *
670  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
671  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
672  *
673  * Return: error status of the address space.
674  */
675 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
676                                  loff_t lstart, loff_t lend)
677 {
678         int err = 0;
679
680         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
681                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
682                                                  WB_SYNC_ALL);
683                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
684                 if (err != -EIO) {
685                         int err2 = filemap_fdatawait_range(mapping,
686                                                 lstart, lend);
687                         if (!err)
688                                 err = err2;
689                 } else {
690                         /* Clear any previously stored errors */
691                         filemap_check_errors(mapping);
692                 }
693         } else {
694                 err = filemap_check_errors(mapping);
695         }
696         return err;
697 }
698 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
699
700 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
701 {
702         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
703
704         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
705 }
706 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
707
708 /**
709  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
710  *                                 and advance wb_err to current one
711  * @file: struct file on which the error is being reported
712  *
713  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
714  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
715  * since the file was opened if there haven't been any).
716  *
717  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
718  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
719  *
720  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
721  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
722  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
723  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
724  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
725  *
726  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
727  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
728  * the latest value swapped in for this file descriptor.
729  *
730  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
731  */
732 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
733 {
734         int err = 0;
735         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
736         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
737
738         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
739         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
740                 /* Something changed, must use slow path */
741                 spin_lock(&file->f_lock);
742                 old = file->f_wb_err;
743                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
744                                                 &file->f_wb_err);
745                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
746                 spin_unlock(&file->f_lock);
747         }
748
749         /*
750          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
751          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
752          * that the legacy code would have had on these flags.
753          */
754         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
755         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
756         return err;
757 }
758 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
759
760 /**
761  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
762  * @file:       file pointing to address_space with pages
763  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
764  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
765  *
766  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
767  *
768  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
769  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
770  *
771  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
772  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
773  *
774  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
775  */
776 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
777 {
778         int err = 0, err2;
779         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
780
781         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
782                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
783                                                  WB_SYNC_ALL);
784                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
785                 if (err != -EIO)
786                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
787         }
788         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
789         if (!err)
790                 err = err2;
791         return err;
792 }
793 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
794
795 /**
796  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
797  * @old:        page to be replaced
798  * @new:        page to replace with
799  * @gfp_mask:   allocation mode
800  *
801  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
802  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
803  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
804  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
805  * caller must do that.
806  *
807  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
808  *
809  * Return: %0
810  */
811 int replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new, gfp_t gfp_mask)
812 {
813         struct address_space *mapping = old->mapping;
814         void (*freepage)(struct page *) = mapping->a_ops->freepage;
815         pgoff_t offset = old->index;
816         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
817         unsigned long flags;
818
819         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(old), old);
820         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(new), new);
821         VM_BUG_ON_PAGE(new->mapping, new);
822
823         get_page(new);
824         new->mapping = mapping;
825         new->index = offset;
826
827         xas_lock_irqsave(&xas, flags);
828         xas_store(&xas, new);
829
830         old->mapping = NULL;
831         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
832         if (!PageHuge(old))
833                 __dec_node_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
834         if (!PageHuge(new))
835                 __inc_node_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
836         if (PageSwapBacked(old))
837                 __dec_node_page_state(new, NR_SHMEM);
838         if (PageSwapBacked(new))
839                 __inc_node_page_state(new, NR_SHMEM);
840         xas_unlock_irqrestore(&xas, flags);
841         mem_cgroup_migrate(old, new);
842         if (freepage)
843                 freepage(old);
844         put_page(old);
845
846         return 0;
847 }
848 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
849
850 noinline int __add_to_page_cache_locked(struct page *page,
851                                         struct address_space *mapping,
852                                         pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask,
853                                         void **shadowp)
854 {
855         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
856         int huge = PageHuge(page);
857         struct mem_cgroup *memcg;
858         int error;
859
860         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
861         VM_BUG_ON_PAGE(PageSwapBacked(page), page);
862         mapping_set_update(&xas, mapping);
863
864         if (!huge) {
865                 error = mem_cgroup_try_charge(page, current->mm,
866                                               gfp_mask, &memcg, false);
867                 if (error)
868                         return error;
869         }
870
871         get_page(page);
872         page->mapping = mapping;
873         page->index = offset;
874         gfp_mask &= GFP_RECLAIM_MASK;
875
876         do {
877                 unsigned int order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
878                 void *entry, *old = NULL;
879
880                 if (order > thp_order(page))
881                         xas_split_alloc(&xas, xa_load(xas.xa, xas.xa_index),
882                                         order, gfp_mask);
883                 xas_lock_irq(&xas);
884                 xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
885                         old = entry;
886                         if (!xa_is_value(entry)) {
887                                 xas_set_err(&xas, -EEXIST);
888                                 goto unlock;
889                         }
890                 }
891
892                 if (old) {
893                         if (shadowp)
894                                 *shadowp = old;
895                         /* entry may have been split before we acquired lock */
896                         order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
897                         if (order > thp_order(page)) {
898                                 xas_split(&xas, old, order);
899                                 xas_reset(&xas);
900                         }
901                 }
902
903                 xas_store(&xas, page);
904                 if (xas_error(&xas))
905                         goto unlock;
906
907                 if (old)
908                         mapping->nrexceptional--;
909                 mapping->nrpages++;
910
911                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
912                 if (!huge)
913                         __inc_node_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
914 unlock:
915                 xas_unlock_irq(&xas);
916         } while (xas_nomem(&xas, gfp_mask));
917
918         if (xas_error(&xas))
919                 goto error;
920
921         if (!huge)
922                 mem_cgroup_commit_charge(page, memcg, false, false);
923         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(page);
924         return 0;
925 error:
926         page->mapping = NULL;
927         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
928         if (!huge)
929                 mem_cgroup_cancel_charge(page, memcg, false);
930         put_page(page);
931         return xas_error(&xas);
932 }
933 ALLOW_ERROR_INJECTION(__add_to_page_cache_locked, ERRNO);
934
935 /**
936  * add_to_page_cache_locked - add a locked page to the pagecache
937  * @page:       page to add
938  * @mapping:    the page's address_space
939  * @offset:     page index
940  * @gfp_mask:   page allocation mode
941  *
942  * This function is used to add a page to the pagecache. It must be locked.
943  * This function does not add the page to the LRU.  The caller must do that.
944  *
945  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
946  */
947 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
948                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
949 {
950         return __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
951                                           gfp_mask, NULL);
952 }
953 EXPORT_SYMBOL(add_to_page_cache_locked);
954
955 int add_to_page_cache_lru(struct page *page, struct address_space *mapping,
956                                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
957 {
958         void *shadow = NULL;
959         int ret;
960
961         __SetPageLocked(page);
962         ret = __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
963                                          gfp_mask, &shadow);
964         if (unlikely(ret))
965                 __ClearPageLocked(page);
966         else {
967                 /*
968                  * The page might have been evicted from cache only
969                  * recently, in which case it should be activated like
970                  * any other repeatedly accessed page.
971                  * The exception is pages getting rewritten; evicting other
972                  * data from the working set, only to cache data that will
973                  * get overwritten with something else, is a waste of memory.
974                  */
975                 WARN_ON_ONCE(PageActive(page));
976                 if (!(gfp_mask & __GFP_WRITE) && shadow)
977                         workingset_refault(page, shadow);
978                 lru_cache_add(page);
979         }
980         return ret;
981 }
982 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_to_page_cache_lru);
983
984 #ifdef CONFIG_NUMA
985 struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp)
986 {
987         int n;
988         struct page *page;
989
990         if (cpuset_do_page_mem_spread()) {
991                 unsigned int cpuset_mems_cookie;
992                 do {
993                         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
994                         n = cpuset_mem_spread_node();
995                         page = __alloc_pages_node(n, gfp, 0);
996                 } while (!page && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
997
998                 return page;
999         }
1000         return alloc_pages(gfp, 0);
1001 }
1002 EXPORT_SYMBOL(__page_cache_alloc);
1003 #endif
1004
1005 /*
1006  * In order to wait for pages to become available there must be
1007  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
1008  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
1009  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
1010  * become available, and for the woken contexts to check to be
1011  * sure the appropriate page became available, this saves space
1012  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
1013  * collisions.
1014  */
1015 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
1016 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
1017 static wait_queue_head_t page_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
1018
1019 static wait_queue_head_t *page_waitqueue(struct page *page)
1020 {
1021         return &page_wait_table[hash_ptr(page, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
1022 }
1023
1024 void __init pagecache_init(void)
1025 {
1026         int i;
1027
1028         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
1029                 init_waitqueue_head(&page_wait_table[i]);
1030
1031         page_writeback_init();
1032 }
1033
1034 /* This has the same layout as wait_bit_key - see fs/cachefiles/rdwr.c */
1035 struct wait_page_key {
1036         struct page *page;
1037         int bit_nr;
1038         int page_match;
1039 };
1040
1041 struct wait_page_queue {
1042         struct page *page;
1043         int bit_nr;
1044         wait_queue_entry_t wait;
1045 };
1046
1047 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1048 {
1049         struct wait_page_key *key = arg;
1050         struct wait_page_queue *wait_page
1051                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1052
1053         if (wait_page->page != key->page)
1054                return 0;
1055         key->page_match = 1;
1056
1057         if (wait_page->bit_nr != key->bit_nr)
1058                 return 0;
1059
1060         /*
1061          * Stop walking if it's locked.
1062          * Is this safe if put_and_wait_on_page_locked() is in use?
1063          * Yes: the waker must hold a reference to this page, and if PG_locked
1064          * has now already been set by another task, that task must also hold
1065          * a reference to the *same usage* of this page; so there is no need
1066          * to walk on to wake even the put_and_wait_on_page_locked() callers.
1067          */
1068         if (test_bit(key->bit_nr, &key->page->flags))
1069                 return -1;
1070
1071         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, key);
1072 }
1073
1074 static void wake_up_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1075 {
1076         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1077         struct wait_page_key key;
1078         unsigned long flags;
1079         wait_queue_entry_t bookmark;
1080
1081         key.page = page;
1082         key.bit_nr = bit_nr;
1083         key.page_match = 0;
1084
1085         bookmark.flags = 0;
1086         bookmark.private = NULL;
1087         bookmark.func = NULL;
1088         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1089
1090         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1091         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1092
1093         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1094                 /*
1095                  * Take a breather from holding the lock,
1096                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1097                  * to acquire the lock and remove themselves
1098                  * from wait queue
1099                  */
1100                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1101                 cpu_relax();
1102                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1103                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1104         }
1105
1106         /*
1107          * It is possible for other pages to have collided on the waitqueue
1108          * hash, so in that case check for a page match. That prevents a long-
1109          * term waiter
1110          *
1111          * It is still possible to miss a case here, when we woke page waiters
1112          * and removed them from the waitqueue, but there are still other
1113          * page waiters.
1114          */
1115         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match) {
1116                 ClearPageWaiters(page);
1117                 /*
1118                  * It's possible to miss clearing Waiters here, when we woke
1119                  * our page waiters, but the hashed waitqueue has waiters for
1120                  * other pages on it.
1121                  *
1122                  * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1123                  */
1124         }
1125         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1126 }
1127
1128 static void wake_up_page(struct page *page, int bit)
1129 {
1130         if (!PageWaiters(page))
1131                 return;
1132         wake_up_page_bit(page, bit);
1133 }
1134
1135 /*
1136  * A choice of three behaviors for wait_on_page_bit_common():
1137  */
1138 enum behavior {
1139         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1140                          * __lock_page() waiting on then setting PG_locked.
1141                          */
1142         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1143                          * wait_on_page_writeback() waiting on PG_writeback.
1144                          */
1145         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1146                          * like put_and_wait_on_page_locked() on PG_locked.
1147                          */
1148 };
1149
1150 static inline int wait_on_page_bit_common(wait_queue_head_t *q,
1151         struct page *page, int bit_nr, int state, enum behavior behavior)
1152 {
1153         struct wait_page_queue wait_page;
1154         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1155         bool bit_is_set;
1156         bool thrashing = false;
1157         bool delayacct = false;
1158         unsigned long pflags;
1159         int ret = 0;
1160
1161         if (bit_nr == PG_locked &&
1162             !PageUptodate(page) && PageWorkingset(page)) {
1163                 if (!PageSwapBacked(page)) {
1164                         delayacct_thrashing_start();
1165                         delayacct = true;
1166                 }
1167                 psi_memstall_enter(&pflags);
1168                 thrashing = true;
1169         }
1170
1171         init_wait(wait);
1172         wait->flags = behavior == EXCLUSIVE ? WQ_FLAG_EXCLUSIVE : 0;
1173         wait->func = wake_page_function;
1174         wait_page.page = page;
1175         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1176
1177         for (;;) {
1178                 spin_lock_irq(&q->lock);
1179
1180                 if (likely(list_empty(&wait->entry))) {
1181                         __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1182                         SetPageWaiters(page);
1183                 }
1184
1185                 set_current_state(state);
1186
1187                 spin_unlock_irq(&q->lock);
1188
1189                 bit_is_set = test_bit(bit_nr, &page->flags);
1190                 if (behavior == DROP)
1191                         put_page(page);
1192
1193                 if (likely(bit_is_set))
1194                         io_schedule();
1195
1196                 if (behavior == EXCLUSIVE) {
1197                         if (!test_and_set_bit_lock(bit_nr, &page->flags))
1198                                 break;
1199                 } else if (behavior == SHARED) {
1200                         if (!test_bit(bit_nr, &page->flags))
1201                                 break;
1202                 }
1203
1204                 if (signal_pending_state(state, current)) {
1205                         ret = -EINTR;
1206                         break;
1207                 }
1208
1209                 if (behavior == DROP) {
1210                         /*
1211                          * We can no longer safely access page->flags:
1212                          * even if CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE is not enabled,
1213                          * there is a risk of waiting forever on a page reused
1214                          * for something that keeps it locked indefinitely.
1215                          * But best check for -EINTR above before breaking.
1216                          */
1217                         break;
1218                 }
1219         }
1220
1221         finish_wait(q, wait);
1222
1223         if (thrashing) {
1224                 if (delayacct)
1225                         delayacct_thrashing_end();
1226                 psi_memstall_leave(&pflags);
1227         }
1228
1229         /*
1230          * A signal could leave PageWaiters set. Clearing it here if
1231          * !waitqueue_active would be possible (by open-coding finish_wait),
1232          * but still fail to catch it in the case of wait hash collision. We
1233          * already can fail to clear wait hash collision cases, so don't
1234          * bother with signals either.
1235          */
1236
1237         return ret;
1238 }
1239
1240 void wait_on_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1241 {
1242         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1243         wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1244 }
1245 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit);
1246
1247 int wait_on_page_bit_killable(struct page *page, int bit_nr)
1248 {
1249         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1250         return wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1251 }
1252 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit_killable);
1253
1254 /**
1255  * put_and_wait_on_page_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1256  * @page: The page to wait for.
1257  *
1258  * The caller should hold a reference on @page.  They expect the page to
1259  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1260  * (for example) by holding the reference while waiting for the page to
1261  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1262  * dereference @page.
1263  */
1264 void put_and_wait_on_page_locked(struct page *page)
1265 {
1266         wait_queue_head_t *q;
1267
1268         page = compound_head(page);
1269         q = page_waitqueue(page);
1270         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE, DROP);
1271 }
1272
1273 /**
1274  * add_page_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
1275  * @page: Page defining the wait queue of interest
1276  * @waiter: Waiter to add to the queue
1277  *
1278  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @page.
1279  */
1280 void add_page_wait_queue(struct page *page, wait_queue_entry_t *waiter)
1281 {
1282         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1283         unsigned long flags;
1284
1285         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1286         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1287         SetPageWaiters(page);
1288         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1289 }
1290 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_page_wait_queue);
1291
1292 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1293
1294 /*
1295  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1296  *
1297  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1298  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1299  * not support that special operation, we just do this all by hand
1300  * instead.
1301  *
1302  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1303  * being cleared, but a memory barrier should be unneccssary since it is
1304  * in the same byte as PG_locked.
1305  */
1306 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1307 {
1308         clear_bit_unlock(nr, mem);
1309         /* smp_mb__after_atomic(); */
1310         return test_bit(PG_waiters, mem);
1311 }
1312
1313 #endif
1314
1315 /**
1316  * unlock_page - unlock a locked page
1317  * @page: the page
1318  *
1319  * Unlocks the page and wakes up sleepers in ___wait_on_page_locked().
1320  * Also wakes sleepers in wait_on_page_writeback() because the wakeup
1321  * mechanism between PageLocked pages and PageWriteback pages is shared.
1322  * But that's OK - sleepers in wait_on_page_writeback() just go back to sleep.
1323  *
1324  * Note that this depends on PG_waiters being the sign bit in the byte
1325  * that contains PG_locked - thus the BUILD_BUG_ON(). That allows us to
1326  * clear the PG_locked bit and test PG_waiters at the same time fairly
1327  * portably (architectures that do LL/SC can test any bit, while x86 can
1328  * test the sign bit).
1329  */
1330 void unlock_page(struct page *page)
1331 {
1332         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1333         page = compound_head(page);
1334         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1335         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, &page->flags))
1336                 wake_up_page_bit(page, PG_locked);
1337 }
1338 EXPORT_SYMBOL(unlock_page);
1339
1340 /**
1341  * end_page_writeback - end writeback against a page
1342  * @page: the page
1343  */
1344 void end_page_writeback(struct page *page)
1345 {
1346         /*
1347          * TestClearPageReclaim could be used here but it is an atomic
1348          * operation and overkill in this particular case. Failing to
1349          * shuffle a page marked for immediate reclaim is too mild to
1350          * justify taking an atomic operation penalty at the end of
1351          * ever page writeback.
1352          */
1353         if (PageReclaim(page)) {
1354                 ClearPageReclaim(page);
1355                 rotate_reclaimable_page(page);
1356         }
1357
1358         if (!test_clear_page_writeback(page))
1359                 BUG();
1360
1361         smp_mb__after_atomic();
1362         wake_up_page(page, PG_writeback);
1363 }
1364 EXPORT_SYMBOL(end_page_writeback);
1365
1366 /*
1367  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1368  * flags appropriately
1369  */
1370 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1371 {
1372         if (!is_write) {
1373                 if (!err) {
1374                         SetPageUptodate(page);
1375                 } else {
1376                         ClearPageUptodate(page);
1377                         SetPageError(page);
1378                 }
1379                 unlock_page(page);
1380         } else {
1381                 if (err) {
1382                         struct address_space *mapping;
1383
1384                         SetPageError(page);
1385                         mapping = page_mapping(page);
1386                         if (mapping)
1387                                 mapping_set_error(mapping, err);
1388                 }
1389                 end_page_writeback(page);
1390         }
1391 }
1392 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1393
1394 /**
1395  * __lock_page - get a lock on the page, assuming we need to sleep to get it
1396  * @__page: the page to lock
1397  */
1398 void __lock_page(struct page *__page)
1399 {
1400         struct page *page = compound_head(__page);
1401         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1402         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1403                                 EXCLUSIVE);
1404 }
1405 EXPORT_SYMBOL(__lock_page);
1406
1407 int __lock_page_killable(struct page *__page)
1408 {
1409         struct page *page = compound_head(__page);
1410         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1411         return wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1412                                         EXCLUSIVE);
1413 }
1414 EXPORT_SYMBOL_GPL(__lock_page_killable);
1415
1416 /*
1417  * Return values:
1418  * 1 - page is locked; mmap_sem is still held.
1419  * 0 - page is not locked.
1420  *     mmap_sem has been released (up_read()), unless flags had both
1421  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1422  *     which case mmap_sem is still held.
1423  *
1424  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return 1
1425  * with the page locked and the mmap_sem unperturbed.
1426  */
1427 int __lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
1428                          unsigned int flags)
1429 {
1430         if (flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY) {
1431                 /*
1432                  * CAUTION! In this case, mmap_sem is not released
1433                  * even though return 0.
1434                  */
1435                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1436                         return 0;
1437
1438                 up_read(&mm->mmap_sem);
1439                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1440                         wait_on_page_locked_killable(page);
1441                 else
1442                         wait_on_page_locked(page);
1443                 return 0;
1444         } else {
1445                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1446                         int ret;
1447
1448                         ret = __lock_page_killable(page);
1449                         if (ret) {
1450                                 up_read(&mm->mmap_sem);
1451                                 return 0;
1452                         }
1453                 } else
1454                         __lock_page(page);
1455                 return 1;
1456         }
1457 }
1458
1459 /**
1460  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1461  * @mapping: Mapping.
1462  * @index: Index.
1463  * @max_scan: Maximum range to search.
1464  *
1465  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1466  * gap with the lowest index.
1467  *
1468  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1469  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1470  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1471  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1472  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1473  *
1474  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1475  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1476  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1477  */
1478 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1479                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1480 {
1481         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1482
1483         while (max_scan--) {
1484                 void *entry = xas_next(&xas);
1485                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1486                         break;
1487                 if (xas.xa_index == 0)
1488                         break;
1489         }
1490
1491         return xas.xa_index;
1492 }
1493 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1494
1495 /**
1496  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1497  * @mapping: Mapping.
1498  * @index: Index.
1499  * @max_scan: Maximum range to search.
1500  *
1501  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1502  * gap with the highest index.
1503  *
1504  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1505  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1506  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1507  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1508  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1509  *
1510  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1511  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1512  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1513  */
1514 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1515                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1516 {
1517         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1518
1519         while (max_scan--) {
1520                 void *entry = xas_prev(&xas);
1521                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1522                         break;
1523                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1524                         break;
1525         }
1526
1527         return xas.xa_index;
1528 }
1529 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1530
1531 /**
1532  * find_get_entry - find and get a page cache entry
1533  * @mapping: the address_space to search
1534  * @offset: the page cache index
1535  *
1536  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
1537  * page cache page, it is returned with an increased refcount.
1538  *
1539  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1540  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1541  *
1542  * Return: the found page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1543  */
1544 struct page *find_get_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t offset)
1545 {
1546         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
1547         struct page *page;
1548
1549         rcu_read_lock();
1550 repeat:
1551         xas_reset(&xas);
1552         page = xas_load(&xas);
1553         if (xas_retry(&xas, page))
1554                 goto repeat;
1555         /*
1556          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1557          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1558          */
1559         if (!page || xa_is_value(page))
1560                 goto out;
1561
1562         if (!page_cache_get_speculative(page))
1563                 goto repeat;
1564
1565         /*
1566          * Has the page moved or been split?
1567          * This is part of the lockless pagecache protocol. See
1568          * include/linux/pagemap.h for details.
1569          */
1570         if (unlikely(page != xas_reload(&xas))) {
1571                 put_page(page);
1572                 goto repeat;
1573         }
1574         page = find_subpage(page, offset);
1575 out:
1576         rcu_read_unlock();
1577
1578         return page;
1579 }
1580 EXPORT_SYMBOL(find_get_entry);
1581
1582 /**
1583  * find_lock_entry - locate, pin and lock a page cache entry
1584  * @mapping: the address_space to search
1585  * @offset: the page cache index
1586  *
1587  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
1588  * page cache page, it is returned locked and with an increased
1589  * refcount.
1590  *
1591  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1592  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1593  *
1594  * find_lock_entry() may sleep.
1595  *
1596  * Return: the found page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1597  */
1598 struct page *find_lock_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t offset)
1599 {
1600         struct page *page;
1601
1602 repeat:
1603         page = find_get_entry(mapping, offset);
1604         if (page && !xa_is_value(page)) {
1605                 lock_page(page);
1606                 /* Has the page been truncated? */
1607                 if (unlikely(page_mapping(page) != mapping)) {
1608                         unlock_page(page);
1609                         put_page(page);
1610                         goto repeat;
1611                 }
1612                 VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
1613         }
1614         return page;
1615 }
1616 EXPORT_SYMBOL(find_lock_entry);
1617
1618 /**
1619  * pagecache_get_page - find and get a page reference
1620  * @mapping: the address_space to search
1621  * @offset: the page index
1622  * @fgp_flags: PCG flags
1623  * @gfp_mask: gfp mask to use for the page cache data page allocation
1624  *
1625  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.
1626  *
1627  * PCG flags modify how the page is returned.
1628  *
1629  * @fgp_flags can be:
1630  *
1631  * - FGP_ACCESSED: the page will be marked accessed
1632  * - FGP_LOCK: Page is return locked
1633  * - FGP_CREAT: If page is not present then a new page is allocated using
1634  *   @gfp_mask and added to the page cache and the VM's LRU
1635  *   list. The page is returned locked and with an increased
1636  *   refcount.
1637  * - FGP_FOR_MMAP: Similar to FGP_CREAT, only we want to allow the caller to do
1638  *   its own locking dance if the page is already in cache, or unlock the page
1639  *   before returning if we had to add the page to pagecache.
1640  *
1641  * If FGP_LOCK or FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1642  * if the GFP flags specified for FGP_CREAT are atomic.
1643  *
1644  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1645  *
1646  * Return: the found page or %NULL otherwise.
1647  */
1648 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t offset,
1649         int fgp_flags, gfp_t gfp_mask)
1650 {
1651         struct page *page;
1652
1653 repeat:
1654         page = find_get_entry(mapping, offset);
1655         if (xa_is_value(page))
1656                 page = NULL;
1657         if (!page)
1658                 goto no_page;
1659
1660         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1661                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1662                         if (!trylock_page(page)) {
1663                                 put_page(page);
1664                                 return NULL;
1665                         }
1666                 } else {
1667                         lock_page(page);
1668                 }
1669
1670                 /* Has the page been truncated? */
1671                 if (unlikely(compound_head(page)->mapping != mapping)) {
1672                         unlock_page(page);
1673                         put_page(page);
1674                         goto repeat;
1675                 }
1676                 VM_BUG_ON_PAGE(page->index != offset, page);
1677         }
1678
1679         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1680                 mark_page_accessed(page);
1681
1682 no_page:
1683         if (!page && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1684                 int err;
1685                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_cap_account_dirty(mapping))
1686                         gfp_mask |= __GFP_WRITE;
1687                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1688                         gfp_mask &= ~__GFP_FS;
1689
1690                 page = __page_cache_alloc(gfp_mask);
1691                 if (!page)
1692                         return NULL;
1693
1694                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1695                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1696
1697                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
1698                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1699                         __SetPageReferenced(page);
1700
1701                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, offset, gfp_mask);
1702                 if (unlikely(err)) {
1703                         put_page(page);
1704                         page = NULL;
1705                         if (err == -EEXIST)
1706                                 goto repeat;
1707                 }
1708
1709                 /*
1710                  * add_to_page_cache_lru locks the page, and for mmap we expect
1711                  * an unlocked page.
1712                  */
1713                 if (page && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
1714                         unlock_page(page);
1715         }
1716
1717         return page;
1718 }
1719 EXPORT_SYMBOL(pagecache_get_page);
1720
1721 /**
1722  * find_get_entries - gang pagecache lookup
1723  * @mapping:    The address_space to search
1724  * @start:      The starting page cache index
1725  * @nr_entries: The maximum number of entries
1726  * @entries:    Where the resulting entries are placed
1727  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
1728  *
1729  * find_get_entries() will search for and return a group of up to
1730  * @nr_entries entries in the mapping.  The entries are placed at
1731  * @entries.  find_get_entries() takes a reference against any actual
1732  * pages it returns.
1733  *
1734  * The search returns a group of mapping-contiguous page cache entries
1735  * with ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
1736  * not-present pages.
1737  *
1738  * Any shadow entries of evicted pages, or swap entries from
1739  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
1740  *
1741  * Return: the number of pages and shadow entries which were found.
1742  */
1743 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping,
1744                           pgoff_t start, unsigned int nr_entries,
1745                           struct page **entries, pgoff_t *indices)
1746 {
1747         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
1748         struct page *page;
1749         unsigned int ret = 0;
1750
1751         if (!nr_entries)
1752                 return 0;
1753
1754         rcu_read_lock();
1755         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
1756                 if (xas_retry(&xas, page))
1757                         continue;
1758                 /*
1759                  * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
1760                  * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
1761                  * without attempting to raise page count.
1762                  */
1763                 if (xa_is_value(page))
1764                         goto export;
1765
1766                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1767                         goto retry;
1768
1769                 /* Has the page moved or been split? */
1770                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1771                         goto put_page;
1772                 page = find_subpage(page, xas.xa_index);
1773
1774 export:
1775                 indices[ret] = xas.xa_index;
1776                 entries[ret] = page;
1777                 if (++ret == nr_entries)
1778                         break;
1779                 continue;
1780 put_page:
1781                 put_page(page);
1782 retry:
1783                 xas_reset(&xas);
1784         }
1785         rcu_read_unlock();
1786         return ret;
1787 }
1788
1789 /**
1790  * find_get_pages_range - gang pagecache lookup
1791  * @mapping:    The address_space to search
1792  * @start:      The starting page index
1793  * @end:        The final page index (inclusive)
1794  * @nr_pages:   The maximum number of pages
1795  * @pages:      Where the resulting pages are placed
1796  *
1797  * find_get_pages_range() will search for and return a group of up to @nr_pages
1798  * pages in the mapping starting at index @start and up to index @end
1799  * (inclusive).  The pages are placed at @pages.  find_get_pages_range() takes
1800  * a reference against the returned pages.
1801  *
1802  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
1803  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
1804  * We also update @start to index the next page for the traversal.
1805  *
1806  * Return: the number of pages which were found. If this number is
1807  * smaller than @nr_pages, the end of specified range has been
1808  * reached.
1809  */
1810 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
1811                               pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
1812                               struct page **pages)
1813 {
1814         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
1815         struct page *page;
1816         unsigned ret = 0;
1817
1818         if (unlikely(!nr_pages))
1819                 return 0;
1820
1821         rcu_read_lock();
1822         xas_for_each(&xas, page, end) {
1823                 if (xas_retry(&xas, page))
1824                         continue;
1825                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
1826                 if (xa_is_value(page))
1827                         continue;
1828
1829                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1830                         goto retry;
1831
1832                 /* Has the page moved or been split? */
1833                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1834                         goto put_page;
1835
1836                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
1837                 if (++ret == nr_pages) {
1838                         *start = xas.xa_index + 1;
1839                         goto out;
1840                 }
1841                 continue;
1842 put_page:
1843                 put_page(page);
1844 retry:
1845                 xas_reset(&xas);
1846         }
1847
1848         /*
1849          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
1850          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
1851          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
1852          * already broken anyway.
1853          */
1854         if (end == (pgoff_t)-1)
1855                 *start = (pgoff_t)-1;
1856         else
1857                 *start = end + 1;
1858 out:
1859         rcu_read_unlock();
1860
1861         return ret;
1862 }
1863
1864 /**
1865  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
1866  * @mapping:    The address_space to search
1867  * @index:      The starting page index
1868  * @nr_pages:   The maximum number of pages
1869  * @pages:      Where the resulting pages are placed
1870  *
1871  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages(), except
1872  * that the returned number of pages are guaranteed to be contiguous.
1873  *
1874  * Return: the number of pages which were found.
1875  */
1876 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1877                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
1878 {
1879         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1880         struct page *page;
1881         unsigned int ret = 0;
1882
1883         if (unlikely(!nr_pages))
1884                 return 0;
1885
1886         rcu_read_lock();
1887         for (page = xas_load(&xas); page; page = xas_next(&xas)) {
1888                 if (xas_retry(&xas, page))
1889                         continue;
1890                 /*
1891                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
1892                  * No current caller is looking for DAX entries.
1893                  */
1894                 if (xa_is_value(page))
1895                         break;
1896
1897                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1898                         goto retry;
1899
1900                 /* Has the page moved or been split? */
1901                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1902                         goto put_page;
1903
1904                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
1905                 if (++ret == nr_pages)
1906                         break;
1907                 continue;
1908 put_page:
1909                 put_page(page);
1910 retry:
1911                 xas_reset(&xas);
1912         }
1913         rcu_read_unlock();
1914         return ret;
1915 }
1916 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
1917
1918 /**
1919  * find_get_pages_range_tag - find and return pages in given range matching @tag
1920  * @mapping:    the address_space to search
1921  * @index:      the starting page index
1922  * @end:        The final page index (inclusive)
1923  * @tag:        the tag index
1924  * @nr_pages:   the maximum number of pages
1925  * @pages:      where the resulting pages are placed
1926  *
1927  * Like find_get_pages, except we only return pages which are tagged with
1928  * @tag.   We update @index to index the next page for the traversal.
1929  *
1930  * Return: the number of pages which were found.
1931  */
1932 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
1933                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
1934                         struct page **pages)
1935 {
1936         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
1937         struct page *page;
1938         unsigned ret = 0;
1939
1940         if (unlikely(!nr_pages))
1941                 return 0;
1942
1943         rcu_read_lock();
1944         xas_for_each_marked(&xas, page, end, tag) {
1945                 if (xas_retry(&xas, page))
1946                         continue;
1947                 /*
1948                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
1949                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
1950                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
1951                  */
1952                 if (xa_is_value(page))
1953                         continue;
1954
1955                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1956                         goto retry;
1957
1958                 /* Has the page moved or been split? */
1959                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
1960                         goto put_page;
1961
1962                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
1963                 if (++ret == nr_pages) {
1964                         *index = xas.xa_index + 1;
1965                         goto out;
1966                 }
1967                 continue;
1968 put_page:
1969                 put_page(page);
1970 retry:
1971                 xas_reset(&xas);
1972         }
1973
1974         /*
1975          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
1976          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
1977          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
1978          * broken anyway.
1979          */
1980         if (end == (pgoff_t)-1)
1981                 *index = (pgoff_t)-1;
1982         else
1983                 *index = end + 1;
1984 out:
1985         rcu_read_unlock();
1986
1987         return ret;
1988 }
1989 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
1990
1991 /*
1992  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
1993  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
1994  *
1995  *      ---R__________________________________________B__________
1996  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
1997  *
1998  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
1999  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
2000  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
2001  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
2002  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2003  *
2004  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2005  */
2006 static void shrink_readahead_size_eio(struct file *filp,
2007                                         struct file_ra_state *ra)
2008 {
2009         ra->ra_pages /= 4;
2010 }
2011
2012 /**
2013  * generic_file_buffered_read - generic file read routine
2014  * @iocb:       the iocb to read
2015  * @iter:       data destination
2016  * @written:    already copied
2017  *
2018  * This is a generic file read routine, and uses the
2019  * mapping->a_ops->readpage() function for the actual low-level stuff.
2020  *
2021  * This is really ugly. But the goto's actually try to clarify some
2022  * of the logic when it comes to error handling etc.
2023  *
2024  * Return:
2025  * * total number of bytes copied, including those the were already @written
2026  * * negative error code if nothing was copied
2027  */
2028 static ssize_t generic_file_buffered_read(struct kiocb *iocb,
2029                 struct iov_iter *iter, ssize_t written)
2030 {
2031         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2032         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2033         struct inode *inode = mapping->host;
2034         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2035         loff_t *ppos = &iocb->ki_pos;
2036         pgoff_t index;
2037         pgoff_t last_index;
2038         pgoff_t prev_index;
2039         unsigned long offset;      /* offset into pagecache page */
2040         unsigned int prev_offset;
2041         int error = 0;
2042
2043         if (unlikely(*ppos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2044                 return 0;
2045         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2046
2047         index = *ppos >> PAGE_SHIFT;
2048         prev_index = ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT;
2049         prev_offset = ra->prev_pos & (PAGE_SIZE-1);
2050         last_index = (*ppos + iter->count + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
2051         offset = *ppos & ~PAGE_MASK;
2052
2053         for (;;) {
2054                 struct page *page;
2055                 pgoff_t end_index;
2056                 loff_t isize;
2057                 unsigned long nr, ret;
2058
2059                 cond_resched();
2060 find_page:
2061                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2062                         error = -EINTR;
2063                         goto out;
2064                 }
2065
2066                 page = find_get_page(mapping, index);
2067                 if (!page) {
2068                         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
2069                                 goto would_block;
2070                         page_cache_sync_readahead(mapping,
2071                                         ra, filp,
2072                                         index, last_index - index);
2073                         page = find_get_page(mapping, index);
2074                         if (unlikely(page == NULL))
2075                                 goto no_cached_page;
2076                 }
2077                 if (PageReadahead(page)) {
2078                         page_cache_async_readahead(mapping,
2079                                         ra, filp, page,
2080                                         index, last_index - index);
2081                 }
2082                 if (!PageUptodate(page)) {
2083                         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2084                                 put_page(page);
2085                                 goto would_block;
2086                         }
2087
2088                         /*
2089                          * See comment in do_read_cache_page on why
2090                          * wait_on_page_locked is used to avoid unnecessarily
2091                          * serialisations and why it's safe.
2092                          */
2093                         error = wait_on_page_locked_killable(page);
2094                         if (unlikely(error))
2095                                 goto readpage_error;
2096                         if (PageUptodate(page))
2097                                 goto page_ok;
2098
2099                         if (inode->i_blkbits == PAGE_SHIFT ||
2100                                         !mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2101                                 goto page_not_up_to_date;
2102                         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2103                         if (unlikely(iov_iter_is_pipe(iter)))
2104                                 goto page_not_up_to_date;
2105                         if (!trylock_page(page))
2106                                 goto page_not_up_to_date;
2107                         /* Did it get truncated before we got the lock? */
2108                         if (!page->mapping)
2109                                 goto page_not_up_to_date_locked;
2110                         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate(page,
2111                                                         offset, iter->count))
2112                                 goto page_not_up_to_date_locked;
2113                         unlock_page(page);
2114                 }
2115 page_ok:
2116                 /*
2117                  * i_size must be checked after we know the page is Uptodate.
2118                  *
2119                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2120                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2121                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2122                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2123                  */
2124
2125                 isize = i_size_read(inode);
2126                 end_index = (isize - 1) >> PAGE_SHIFT;
2127                 if (unlikely(!isize || index > end_index)) {
2128                         put_page(page);
2129                         goto out;
2130                 }
2131
2132                 /* nr is the maximum number of bytes to copy from this page */
2133                 nr = PAGE_SIZE;
2134                 if (index == end_index) {
2135                         nr = ((isize - 1) & ~PAGE_MASK) + 1;
2136                         if (nr <= offset) {
2137                                 put_page(page);
2138                                 goto out;
2139                         }
2140                 }
2141                 nr = nr - offset;
2142
2143                 /* If users can be writing to this page using arbitrary
2144                  * virtual addresses, take care about potential aliasing
2145                  * before reading the page on the kernel side.
2146                  */
2147                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
2148                         flush_dcache_page(page);
2149
2150                 /*
2151                  * When a sequential read accesses a page several times,
2152                  * only mark it as accessed the first time.
2153                  */
2154                 if (prev_index != index || offset != prev_offset)
2155                         mark_page_accessed(page);
2156                 prev_index = index;
2157
2158                 /*
2159                  * Ok, we have the page, and it's up-to-date, so
2160                  * now we can copy it to user space...
2161                  */
2162
2163                 ret = copy_page_to_iter(page, offset, nr, iter);
2164                 offset += ret;
2165                 index += offset >> PAGE_SHIFT;
2166                 offset &= ~PAGE_MASK;
2167                 prev_offset = offset;
2168
2169                 put_page(page);
2170                 written += ret;
2171                 if (!iov_iter_count(iter))
2172                         goto out;
2173                 if (ret < nr) {
2174                         error = -EFAULT;
2175                         goto out;
2176                 }
2177                 continue;
2178
2179 page_not_up_to_date:
2180                 /* Get exclusive access to the page ... */
2181                 error = lock_page_killable(page);
2182                 if (unlikely(error))
2183                         goto readpage_error;
2184
2185 page_not_up_to_date_locked:
2186                 /* Did it get truncated before we got the lock? */
2187                 if (!page->mapping) {
2188                         unlock_page(page);
2189                         put_page(page);
2190                         continue;
2191                 }
2192
2193                 /* Did somebody else fill it already? */
2194                 if (PageUptodate(page)) {
2195                         unlock_page(page);
2196                         goto page_ok;
2197                 }
2198
2199 readpage:
2200                 /*
2201                  * A previous I/O error may have been due to temporary
2202                  * failures, eg. multipath errors.
2203                  * PG_error will be set again if readpage fails.
2204                  */
2205                 ClearPageError(page);
2206                 /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2207                 error = mapping->a_ops->readpage(filp, page);
2208
2209                 if (unlikely(error)) {
2210                         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE) {
2211                                 put_page(page);
2212                                 error = 0;
2213                                 goto find_page;
2214                         }
2215                         goto readpage_error;
2216                 }
2217
2218                 if (!PageUptodate(page)) {
2219                         error = lock_page_killable(page);
2220                         if (unlikely(error))
2221                                 goto readpage_error;
2222                         if (!PageUptodate(page)) {
2223                                 if (page->mapping == NULL) {
2224                                         /*
2225                                          * invalidate_mapping_pages got it
2226                                          */
2227                                         unlock_page(page);
2228                                         put_page(page);
2229                                         goto find_page;
2230                                 }
2231                                 unlock_page(page);
2232                                 shrink_readahead_size_eio(filp, ra);
2233                                 error = -EIO;
2234                                 goto readpage_error;
2235                         }
2236                         unlock_page(page);
2237                 }
2238
2239                 goto page_ok;
2240
2241 readpage_error:
2242                 /* UHHUH! A synchronous read error occurred. Report it */
2243                 put_page(page);
2244                 goto out;
2245
2246 no_cached_page:
2247                 /*
2248                  * Ok, it wasn't cached, so we need to create a new
2249                  * page..
2250                  */
2251                 page = page_cache_alloc(mapping);
2252                 if (!page) {
2253                         error = -ENOMEM;
2254                         goto out;
2255                 }
2256                 error = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index,
2257                                 mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2258                 if (error) {
2259                         put_page(page);
2260                         if (error == -EEXIST) {
2261                                 error = 0;
2262                                 goto find_page;
2263                         }
2264                         goto out;
2265                 }
2266                 goto readpage;
2267         }
2268
2269 would_block:
2270         error = -EAGAIN;
2271 out:
2272         ra->prev_pos = prev_index;
2273         ra->prev_pos <<= PAGE_SHIFT;
2274         ra->prev_pos |= prev_offset;
2275
2276         *ppos = ((loff_t)index << PAGE_SHIFT) + offset;
2277         file_accessed(filp);
2278         return written ? written : error;
2279 }
2280
2281 /**
2282  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2283  * @iocb:       kernel I/O control block
2284  * @iter:       destination for the data read
2285  *
2286  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2287  * that can use the page cache directly.
2288  * Return:
2289  * * number of bytes copied, even for partial reads
2290  * * negative error code if nothing was read
2291  */
2292 ssize_t
2293 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2294 {
2295         size_t count = iov_iter_count(iter);
2296         ssize_t retval = 0;
2297
2298         if (!count)
2299                 goto out; /* skip atime */
2300
2301         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2302                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2303                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2304                 struct inode *inode = mapping->host;
2305                 loff_t size;
2306
2307                 size = i_size_read(inode);
2308                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2309                         if (filemap_range_has_page(mapping, iocb->ki_pos,
2310                                                    iocb->ki_pos + count - 1))
2311                                 return -EAGAIN;
2312                 } else {
2313                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2314                                                 iocb->ki_pos,
2315                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2316                         if (retval < 0)
2317                                 goto out;
2318                 }
2319
2320                 file_accessed(file);
2321
2322                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2323                 if (retval >= 0) {
2324                         iocb->ki_pos += retval;
2325                         count -= retval;
2326                 }
2327                 iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2328
2329                 /*
2330                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2331                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2332                  * we've already read everything we wanted to, or if
2333                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2334                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2335                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2336                  * DAX files, so don't bother trying.
2337                  */
2338                 if (retval < 0 || !count || iocb->ki_pos >= size ||
2339                     IS_DAX(inode))
2340                         goto out;
2341         }
2342
2343         retval = generic_file_buffered_read(iocb, iter, retval);
2344 out:
2345         return retval;
2346 }
2347 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2348
2349 #ifdef CONFIG_MMU
2350 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2351 /*
2352  * lock_page_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_sem
2353  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2354  * @page - the page to lock.
2355  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2356  *
2357  * This works similar to lock_page_or_retry in that it can drop the mmap_sem.
2358  * It differs in that it actually returns the page locked if it returns 1 and 0
2359  * if it couldn't lock the page.  If we did have to drop the mmap_sem then fpin
2360  * will point to the pinned file and needs to be fput()'ed at a later point.
2361  */
2362 static int lock_page_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct page *page,
2363                                      struct file **fpin)
2364 {
2365         if (trylock_page(page))
2366                 return 1;
2367
2368         /*
2369          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2370          * the mmap_sem still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2371          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2372          */
2373         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2374                 return 0;
2375
2376         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2377         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2378                 if (__lock_page_killable(page)) {
2379                         /*
2380                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_sem,
2381                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2382                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2383                          * mmap_sem here and return 0 if we don't have a fpin.
2384                          */
2385                         if (*fpin == NULL)
2386                                 up_read(&vmf->vma->vm_mm->mmap_sem);
2387                         return 0;
2388                 }
2389         } else
2390                 __lock_page(page);
2391         return 1;
2392 }
2393
2394
2395 /*
2396  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2397  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2398  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2399  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2400  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2401  */
2402 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2403 {
2404         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2405         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2406         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2407         struct file *fpin = NULL;
2408         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2409
2410         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2411         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2412                 return fpin;
2413         if (!ra->ra_pages)
2414                 return fpin;
2415
2416         if (vmf->vma->vm_flags & VM_SEQ_READ) {
2417                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2418                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, file, offset,
2419                                           ra->ra_pages);
2420                 return fpin;
2421         }
2422
2423         /* Avoid banging the cache line if not needed */
2424         if (ra->mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
2425                 ra->mmap_miss++;
2426
2427         /*
2428          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
2429          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
2430          */
2431         if (ra->mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
2432                 return fpin;
2433
2434         /*
2435          * mmap read-around
2436          */
2437         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2438         ra->start = max_t(long, 0, offset - ra->ra_pages / 2);
2439         ra->size = ra->ra_pages;
2440         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
2441         ra_submit(ra, mapping, file);
2442         return fpin;
2443 }
2444
2445 /*
2446  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
2447  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
2448  * was pinned if we have to drop the mmap_sem in order to do IO.
2449  */
2450 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
2451                                             struct page *page)
2452 {
2453         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2454         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2455         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2456         struct file *fpin = NULL;
2457         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2458
2459         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2460         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ || !ra->ra_pages)
2461                 return fpin;
2462         if (ra->mmap_miss > 0)
2463                 ra->mmap_miss--;
2464         if (PageReadahead(page)) {
2465                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2466                 page_cache_async_readahead(mapping, ra, file,
2467                                            page, offset, ra->ra_pages);
2468         }
2469         return fpin;
2470 }
2471
2472 /**
2473  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
2474  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
2475  *
2476  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
2477  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
2478  *
2479  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
2480  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
2481  * having a lot of duplicated code.
2482  *
2483  * vma->vm_mm->mmap_sem must be held on entry.
2484  *
2485  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_sem
2486  * may be dropped before doing I/O or by lock_page_maybe_drop_mmap().
2487  *
2488  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_sem
2489  * has not been released.
2490  *
2491  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
2492  *
2493  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
2494  */
2495 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
2496 {
2497         int error;
2498         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2499         struct file *fpin = NULL;
2500         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2501         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2502         struct inode *inode = mapping->host;
2503         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
2504         pgoff_t max_off;
2505         struct page *page;
2506         vm_fault_t ret = 0;
2507
2508         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
2509         if (unlikely(offset >= max_off))
2510                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2511
2512         /*
2513          * Do we have something in the page cache already?
2514          */
2515         page = find_get_page(mapping, offset);
2516         if (likely(page) && !(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED)) {
2517                 /*
2518                  * We found the page, so try async readahead before
2519                  * waiting for the lock.
2520                  */
2521                 fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, page);
2522         } else if (!page) {
2523                 /* No page in the page cache at all */
2524                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
2525                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
2526                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
2527                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
2528 retry_find:
2529                 page = pagecache_get_page(mapping, offset,
2530                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
2531                                           vmf->gfp_mask);
2532                 if (!page) {
2533                         if (fpin)
2534                                 goto out_retry;
2535                         return vmf_error(-ENOMEM);
2536                 }
2537         }
2538
2539         if (!lock_page_maybe_drop_mmap(vmf, page, &fpin))
2540                 goto out_retry;
2541
2542         /* Did it get truncated? */
2543         if (unlikely(compound_head(page)->mapping != mapping)) {
2544                 unlock_page(page);
2545                 put_page(page);
2546                 goto retry_find;
2547         }
2548         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
2549
2550         /*
2551          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
2552          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
2553          */
2554         if (unlikely(!PageUptodate(page)))
2555                 goto page_not_uptodate;
2556
2557         /*
2558          * We've made it this far and we had to drop our mmap_sem, now is the
2559          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
2560          * redo the fault.
2561          */
2562         if (fpin) {
2563                 unlock_page(page);
2564                 goto out_retry;
2565         }
2566
2567         /*
2568          * Found the page and have a reference on it.
2569          * We must recheck i_size under page lock.
2570          */
2571         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
2572         if (unlikely(offset >= max_off)) {
2573                 unlock_page(page);
2574                 put_page(page);
2575                 return VM_FAULT_SIGBUS;
2576         }
2577
2578         vmf->page = page;
2579         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
2580
2581 page_not_uptodate:
2582         /*
2583          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
2584          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
2585          * because there really aren't any performance issues here
2586          * and we need to check for errors.
2587          */
2588         ClearPageError(page);
2589         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2590         error = mapping->a_ops->readpage(file, page);
2591         if (!error) {
2592                 wait_on_page_locked(page);
2593                 if (!PageUptodate(page))
2594                         error = -EIO;
2595         }
2596         if (fpin)
2597                 goto out_retry;
2598         put_page(page);
2599
2600         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2601                 goto retry_find;
2602
2603         /* Things didn't work out. Return zero to tell the mm layer so. */
2604         shrink_readahead_size_eio(file, ra);
2605         return VM_FAULT_SIGBUS;
2606
2607 out_retry:
2608         /*
2609          * We dropped the mmap_sem, we need to return to the fault handler to
2610          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
2611          * page.
2612          */
2613         if (page)
2614                 put_page(page);
2615         if (fpin)
2616                 fput(fpin);
2617         return ret | VM_FAULT_RETRY;
2618 }
2619 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
2620
2621 void filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
2622                 pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
2623 {
2624         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2625         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2626         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
2627         unsigned long max_idx;
2628         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
2629         struct page *page;
2630
2631         rcu_read_lock();
2632         xas_for_each(&xas, page, end_pgoff) {
2633                 if (xas_retry(&xas, page))
2634                         continue;
2635                 if (xa_is_value(page))
2636                         goto next;
2637
2638                 /*
2639                  * Check for a locked page first, as a speculative
2640                  * reference may adversely influence page migration.
2641                  */
2642                 if (PageLocked(page))
2643                         goto next;
2644                 if (!page_cache_get_speculative(page))
2645                         goto next;
2646
2647                 /* Has the page moved or been split? */
2648                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
2649                         goto skip;
2650                 page = find_subpage(page, xas.xa_index);
2651
2652                 if (!PageUptodate(page) ||
2653                                 PageReadahead(page) ||
2654                                 PageHWPoison(page))
2655                         goto skip;
2656                 if (!trylock_page(page))
2657                         goto skip;
2658
2659                 if (page->mapping != mapping || !PageUptodate(page))
2660                         goto unlock;
2661
2662                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
2663                 if (page->index >= max_idx)
2664                         goto unlock;
2665
2666                 if (file->f_ra.mmap_miss > 0)
2667                         file->f_ra.mmap_miss--;
2668
2669                 vmf->address += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
2670                 if (vmf->pte)
2671                         vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
2672                 last_pgoff = xas.xa_index;
2673                 if (alloc_set_pte(vmf, NULL, page))
2674                         goto unlock;
2675                 unlock_page(page);
2676                 goto next;
2677 unlock:
2678                 unlock_page(page);
2679 skip:
2680                 put_page(page);
2681 next:
2682                 /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
2683                 if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd))
2684                         break;
2685         }
2686         rcu_read_unlock();
2687 }
2688 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
2689
2690 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2691 {
2692         struct page *page = vmf->page;
2693         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
2694         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
2695
2696         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
2697         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
2698         lock_page(page);
2699         if (page->mapping != inode->i_mapping) {
2700                 unlock_page(page);
2701                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
2702                 goto out;
2703         }
2704         /*
2705          * We mark the page dirty already here so that when freeze is in
2706          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
2707          * see the dirty page and writeprotect it again.
2708          */
2709         set_page_dirty(page);
2710         wait_for_stable_page(page);
2711 out:
2712         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
2713         return ret;
2714 }
2715
2716 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
2717         .fault          = filemap_fault,
2718         .map_pages      = filemap_map_pages,
2719         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
2720 };
2721
2722 /* This is used for a general mmap of a disk file */
2723
2724 int generic_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2725 {
2726         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2727
2728         if (!mapping->a_ops->readpage)
2729                 return -ENOEXEC;
2730         file_accessed(file);
2731         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
2732         return 0;
2733 }
2734
2735 /*
2736  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
2737  */
2738 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2739 {
2740         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
2741                 return -EINVAL;
2742         return generic_file_mmap(file, vma);
2743 }
2744 #else
2745 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2746 {
2747         return VM_FAULT_SIGBUS;
2748 }
2749 int generic_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2750 {
2751         return -ENOSYS;
2752 }
2753 int generic_file_readonly_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
2754 {
2755         return -ENOSYS;
2756 }
2757 #endif /* CONFIG_MMU */
2758
2759 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
2760 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
2761 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
2762
2763 static struct page *wait_on_page_read(struct page *page)
2764 {
2765         if (!IS_ERR(page)) {
2766                 wait_on_page_locked(page);
2767                 if (!PageUptodate(page)) {
2768                         put_page(page);
2769                         page = ERR_PTR(-EIO);
2770                 }
2771         }
2772         return page;
2773 }
2774
2775 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
2776                                 pgoff_t index,
2777                                 int (*filler)(void *, struct page *),
2778                                 void *data,
2779                                 gfp_t gfp)
2780 {
2781         struct page *page;
2782         int err;
2783 repeat:
2784         page = find_get_page(mapping, index);
2785         if (!page) {
2786                 page = __page_cache_alloc(gfp);
2787                 if (!page)
2788                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2789                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp);
2790                 if (unlikely(err)) {
2791                         put_page(page);
2792                         if (err == -EEXIST)
2793                                 goto repeat;
2794                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
2795                         return ERR_PTR(err);
2796                 }
2797
2798 filler:
2799                 if (filler)
2800                         err = filler(data, page);
2801                 else
2802                         err = mapping->a_ops->readpage(data, page);
2803
2804                 if (err < 0) {
2805                         put_page(page);
2806                         return ERR_PTR(err);
2807                 }
2808
2809                 page = wait_on_page_read(page);
2810                 if (IS_ERR(page))
2811                         return page;
2812                 goto out;
2813         }
2814         if (PageUptodate(page))
2815                 goto out;
2816
2817         /*
2818          * Page is not up to date and may be locked due one of the following
2819          * case a: Page is being filled and the page lock is held
2820          * case b: Read/write error clearing the page uptodate status
2821          * case c: Truncation in progress (page locked)
2822          * case d: Reclaim in progress
2823          *
2824          * Case a, the page will be up to date when the page is unlocked.
2825          *    There is no need to serialise on the page lock here as the page
2826          *    is pinned so the lock gives no additional protection. Even if the
2827          *    the page is truncated, the data is still valid if PageUptodate as
2828          *    it's a race vs truncate race.
2829          * Case b, the page will not be up to date
2830          * Case c, the page may be truncated but in itself, the data may still
2831          *    be valid after IO completes as it's a read vs truncate race. The
2832          *    operation must restart if the page is not uptodate on unlock but
2833          *    otherwise serialising on page lock to stabilise the mapping gives
2834          *    no additional guarantees to the caller as the page lock is
2835          *    released before return.
2836          * Case d, similar to truncation. If reclaim holds the page lock, it
2837          *    will be a race with remove_mapping that determines if the mapping
2838          *    is valid on unlock but otherwise the data is valid and there is
2839          *    no need to serialise with page lock.
2840          *
2841          * As the page lock gives no additional guarantee, we optimistically
2842          * wait on the page to be unlocked and check if it's up to date and
2843          * use the page if it is. Otherwise, the page lock is required to
2844          * distinguish between the different cases. The motivation is that we
2845          * avoid spurious serialisations and wakeups when multiple processes
2846          * wait on the same page for IO to complete.
2847          */
2848         wait_on_page_locked(page);
2849         if (PageUptodate(page))
2850                 goto out;
2851
2852         /* Distinguish between all the cases under the safety of the lock */
2853         lock_page(page);
2854
2855         /* Case c or d, restart the operation */
2856         if (!page->mapping) {
2857                 unlock_page(page);
2858                 put_page(page);
2859                 goto repeat;
2860         }
2861
2862         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
2863         if (PageUptodate(page)) {
2864                 unlock_page(page);
2865                 goto out;
2866         }
2867
2868         /*
2869          * A previous I/O error may have been due to temporary
2870          * failures.
2871          * Clear page error before actual read, PG_error will be
2872          * set again if read page fails.
2873          */
2874         ClearPageError(page);
2875         goto filler;
2876
2877 out:
2878         mark_page_accessed(page);
2879         return page;
2880 }
2881
2882 /**
2883  * read_cache_page - read into page cache, fill it if needed
2884  * @mapping:    the page's address_space
2885  * @index:      the page index
2886  * @filler:     function to perform the read
2887  * @data:       first arg to filler(data, page) function, often left as NULL
2888  *
2889  * Read into the page cache. If a page already exists, and PageUptodate() is
2890  * not set, try to fill the page and wait for it to become unlocked.
2891  *
2892  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
2893  *
2894  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
2895  */
2896 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
2897                                 pgoff_t index,
2898                                 int (*filler)(void *, struct page *),
2899                                 void *data)
2900 {
2901         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, data,
2902                         mapping_gfp_mask(mapping));
2903 }
2904 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
2905
2906 /**
2907  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
2908  * @mapping:    the page's address_space
2909  * @index:      the page index
2910  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
2911  *
2912  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
2913  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
2914  *
2915  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
2916  *
2917  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
2918  */
2919 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
2920                                 pgoff_t index,
2921                                 gfp_t gfp)
2922 {
2923         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
2924 }
2925 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
2926
2927 /*
2928  * Don't operate on ranges the page cache doesn't support, and don't exceed the
2929  * LFS limits.  If pos is under the limit it becomes a short access.  If it
2930  * exceeds the limit we return -EFBIG.
2931  */
2932 static int generic_write_check_limits(struct file *file, loff_t pos,
2933                                       loff_t *count)
2934 {
2935         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
2936         loff_t max_size = inode->i_sb->s_maxbytes;
2937         loff_t limit = rlimit(RLIMIT_FSIZE);
2938
2939         if (limit != RLIM_INFINITY) {
2940                 if (pos >= limit) {
2941                         send_sig(SIGXFSZ, current, 0);
2942                         return -EFBIG;
2943                 }
2944                 *count = min(*count, limit - pos);
2945         }
2946
2947         if (!(file->f_flags & O_LARGEFILE))
2948                 max_size = MAX_NON_LFS;
2949
2950         if (unlikely(pos >= max_size))
2951                 return -EFBIG;
2952
2953         *count = min(*count, max_size - pos);
2954
2955         return 0;
2956 }
2957
2958 /*
2959  * Performs necessary checks before doing a write
2960  *
2961  * Can adjust writing position or amount of bytes to write.
2962  * Returns appropriate error code that caller should return or
2963  * zero in case that write should be allowed.
2964  */
2965 inline ssize_t generic_write_checks(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
2966 {
2967         struct file *file = iocb->ki_filp;
2968         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
2969         loff_t count;
2970         int ret;
2971
2972         if (IS_SWAPFILE(inode))
2973                 return -ETXTBSY;
2974
2975         if (!iov_iter_count(from))
2976                 return 0;
2977
2978         /* FIXME: this is for backwards compatibility with 2.4 */
2979         if (iocb->ki_flags & IOCB_APPEND)
2980                 iocb->ki_pos = i_size_read(inode);
2981
2982         if ((iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) && !(iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT))
2983                 return -EINVAL;
2984
2985         count = iov_iter_count(from);
2986         ret = generic_write_check_limits(file, iocb->ki_pos, &count);
2987         if (ret)
2988                 return ret;
2989
2990         iov_iter_truncate(from, count);
2991         return iov_iter_count(from);
2992 }
2993 EXPORT_SYMBOL(generic_write_checks);
2994
2995 /*
2996  * Performs necessary checks before doing a clone.
2997  *
2998  * Can adjust amount of bytes to clone via @req_count argument.
2999  * Returns appropriate error code that caller should return or
3000  * zero in case the clone should be allowed.
3001  */
3002 int generic_remap_checks(struct file *file_in, loff_t pos_in,
3003                          struct file *file_out, loff_t pos_out,
3004                          loff_t *req_count, unsigned int remap_flags)
3005 {
3006         struct inode *inode_in = file_in->f_mapping->host;
3007         struct inode *inode_out = file_out->f_mapping->host;
3008         uint64_t count = *req_count;
3009         uint64_t bcount;
3010         loff_t size_in, size_out;
3011         loff_t bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
3012         int ret;
3013
3014         /* The start of both ranges must be aligned to an fs block. */
3015         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out, bs))
3016                 return -EINVAL;
3017
3018         /* Ensure offsets don't wrap. */
3019         if (pos_in + count < pos_in || pos_out + count < pos_out)
3020                 return -EINVAL;
3021
3022         size_in = i_size_read(inode_in);
3023         size_out = i_size_read(inode_out);
3024
3025         /* Dedupe requires both ranges to be within EOF. */
3026         if ((remap_flags & REMAP_FILE_DEDUP) &&
3027             (pos_in >= size_in || pos_in + count > size_in ||
3028              pos_out >= size_out || pos_out + count > size_out))
3029                 return -EINVAL;
3030
3031         /* Ensure the infile range is within the infile. */
3032         if (pos_in >= size_in)
3033                 return -EINVAL;
3034         count = min(count, size_in - (uint64_t)pos_in);
3035
3036         ret = generic_write_check_limits(file_out, pos_out, &count);
3037         if (ret)
3038                 return ret;
3039
3040         /*
3041          * If the user wanted us to link to the infile's EOF, round up to the
3042          * next block boundary for this check.
3043          *
3044          * Otherwise, make sure the count is also block-aligned, having
3045          * already confirmed the starting offsets' block alignment.
3046          */
3047         if (pos_in + count == size_in) {
3048                 bcount = ALIGN(size_in, bs) - pos_in;
3049         } else {
3050                 if (!IS_ALIGNED(count, bs))
3051                         count = ALIGN_DOWN(count, bs);
3052                 bcount = count;
3053         }
3054
3055         /* Don't allow overlapped cloning within the same file. */
3056         if (inode_in == inode_out &&
3057             pos_out + bcount > pos_in &&
3058             pos_out < pos_in + bcount)
3059                 return -EINVAL;
3060
3061         /*
3062          * We shortened the request but the caller can't deal with that, so
3063          * bounce the request back to userspace.
3064          */
3065         if (*req_count != count && !(remap_flags & REMAP_FILE_CAN_SHORTEN))
3066                 return -EINVAL;
3067
3068         *req_count = count;
3069         return 0;
3070 }
3071
3072
3073 /*
3074  * Performs common checks before doing a file copy/clone
3075  * from @file_in to @file_out.
3076  */
3077 int generic_file_rw_checks(struct file *file_in, struct file *file_out)
3078 {
3079         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
3080         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
3081
3082         /* Don't copy dirs, pipes, sockets... */
3083         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
3084                 return -EISDIR;
3085         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
3086                 return -EINVAL;
3087
3088         if (!(file_in->f_mode & FMODE_READ) ||
3089             !(file_out->f_mode & FMODE_WRITE) ||
3090             (file_out->f_flags & O_APPEND))
3091                 return -EBADF;
3092
3093         return 0;
3094 }
3095
3096 /*
3097  * Performs necessary checks before doing a file copy
3098  *
3099  * Can adjust amount of bytes to copy via @req_count argument.
3100  * Returns appropriate error code that caller should return or
3101  * zero in case the copy should be allowed.
3102  */
3103 int generic_copy_file_checks(struct file *file_in, loff_t pos_in,
3104                              struct file *file_out, loff_t pos_out,
3105                              size_t *req_count, unsigned int flags)
3106 {
3107         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
3108         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
3109         uint64_t count = *req_count;
3110         loff_t size_in;
3111         int ret;
3112
3113         ret = generic_file_rw_checks(file_in, file_out);
3114         if (ret)
3115                 return ret;
3116
3117         /* Don't touch certain kinds of inodes */
3118         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
3119                 return -EPERM;
3120
3121         if (IS_SWAPFILE(inode_in) || IS_SWAPFILE(inode_out))
3122                 return -ETXTBSY;
3123
3124         /* Ensure offsets don't wrap. */
3125         if (pos_in + count < pos_in || pos_out + count < pos_out)
3126                 return -EOVERFLOW;
3127
3128         /* Shorten the copy to EOF */
3129         size_in = i_size_read(inode_in);
3130         if (pos_in >= size_in)
3131                 count = 0;
3132         else
3133                 count = min(count, size_in - (uint64_t)pos_in);
3134
3135         ret = generic_write_check_limits(file_out, pos_out, &count);
3136         if (ret)
3137                 return ret;
3138
3139         /* Don't allow overlapped copying within the same file. */
3140         if (inode_in == inode_out &&
3141             pos_out + count > pos_in &&
3142             pos_out < pos_in + count)
3143                 return -EINVAL;
3144
3145         *req_count = count;
3146         return 0;
3147 }
3148
3149 int pagecache_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
3150                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
3151                                 struct page **pagep, void **fsdata)
3152 {
3153         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3154
3155         return aops->write_begin(file, mapping, pos, len, flags,
3156                                                         pagep, fsdata);
3157 }
3158 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_begin);
3159
3160 int pagecache_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
3161                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
3162                                 struct page *page, void *fsdata)
3163 {
3164         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3165
3166         return aops->write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
3167 }
3168 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_end);
3169
3170 ssize_t
3171 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3172 {
3173         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3174         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3175         struct inode    *inode = mapping->host;
3176         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3177         ssize_t         written;
3178         size_t          write_len;
3179         pgoff_t         end;
3180
3181         write_len = iov_iter_count(from);
3182         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3183
3184         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3185                 /* If there are pages to writeback, return */
3186                 if (filemap_range_has_page(inode->i_mapping, pos,
3187                                            pos + write_len - 1))
3188                         return -EAGAIN;
3189         } else {
3190                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3191                                                         pos + write_len - 1);
3192                 if (written)
3193                         goto out;
3194         }
3195
3196         /*
3197          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3198          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3199          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3200          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3201          */
3202         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3203                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3204         /*
3205          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3206          * to buffered write.
3207          */
3208         if (written) {
3209                 if (written == -EBUSY)
3210                         return 0;
3211                 goto out;
3212         }
3213
3214         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3215
3216         /*
3217          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3218          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3219          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3220          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3221          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3222          * fails, tough, the write still worked...
3223          *
3224          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3225          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3226          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3227          * them by removing it completely
3228          */
3229         if (mapping->nrpages)
3230                 invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3231                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3232
3233         if (written > 0) {
3234                 pos += written;
3235                 write_len -= written;
3236                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3237                         i_size_write(inode, pos);
3238                         mark_inode_dirty(inode);
3239                 }
3240                 iocb->ki_pos = pos;
3241         }
3242         iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3243 out:
3244         return written;
3245 }
3246 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3247
3248 /*
3249  * Find or create a page at the given pagecache position. Return the locked
3250  * page. This function is specifically for buffered writes.
3251  */
3252 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
3253                                         pgoff_t index, unsigned flags)
3254 {
3255         struct page *page;
3256         int fgp_flags = FGP_LOCK|FGP_WRITE|FGP_CREAT;
3257
3258         if (flags & AOP_FLAG_NOFS)
3259                 fgp_flags |= FGP_NOFS;
3260
3261         page = pagecache_get_page(mapping, index, fgp_flags,
3262                         mapping_gfp_mask(mapping));
3263         if (page)
3264                 wait_for_stable_page(page);
3265
3266         return page;
3267 }
3268 EXPORT_SYMBOL(grab_cache_page_write_begin);
3269
3270 ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
3271                                 struct iov_iter *i, loff_t pos)
3272 {
3273         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3274         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3275         long status = 0;
3276         ssize_t written = 0;
3277         unsigned int flags = 0;
3278
3279         do {
3280                 struct page *page;
3281                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3282                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3283                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3284                 void *fsdata;
3285
3286                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3287                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3288                                                 iov_iter_count(i));
3289
3290 again:
3291                 /*
3292                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3293                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3294                  * same page as we're writing to, without it being marked
3295                  * up-to-date.
3296                  *
3297                  * Not only is this an optimisation, but it is also required
3298                  * to check that the address is actually valid, when atomic
3299                  * usercopies are used, below.
3300                  */
3301                 if (unlikely(iov_iter_fault_in_readable(i, bytes))) {
3302                         status = -EFAULT;
3303                         break;
3304                 }
3305
3306                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3307                         status = -EINTR;
3308                         break;
3309                 }
3310
3311                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
3312                                                 &page, &fsdata);
3313                 if (unlikely(status < 0))
3314                         break;
3315
3316                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3317                         flush_dcache_page(page);
3318
3319                 copied = iov_iter_copy_from_user_atomic(page, i, offset, bytes);
3320                 flush_dcache_page(page);
3321
3322                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3323                                                 page, fsdata);
3324                 if (unlikely(status < 0))
3325                         break;
3326                 copied = status;
3327
3328                 cond_resched();
3329
3330                 iov_iter_advance(i, copied);
3331                 if (unlikely(copied == 0)) {
3332                         /*
3333                          * If we were unable to copy any data at all, we must
3334                          * fall back to a single segment length write.
3335                          *
3336                          * If we didn't fallback here, we could livelock
3337                          * because not all segments in the iov can be copied at
3338                          * once without a pagefault.
3339                          */
3340                         bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3341                                                 iov_iter_single_seg_count(i));
3342                         goto again;
3343                 }
3344                 pos += copied;
3345                 written += copied;
3346
3347                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3348         } while (iov_iter_count(i));
3349
3350         return written ? written : status;
3351 }
3352 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3353
3354 /**
3355  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3356  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3357  * @from:       iov_iter with data to write
3358  *
3359  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3360  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3361  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3362  * do direct IO or a standard buffered write.
3363  *
3364  * It expects i_mutex to be grabbed unless we work on a block device or similar
3365  * object which does not need locking at all.
3366  *
3367  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3368  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3369  * avoid syncing under i_mutex.
3370  *
3371  * Return:
3372  * * number of bytes written, even for truncated writes
3373  * * negative error code if no data has been written at all
3374  */
3375 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3376 {
3377         struct file *file = iocb->ki_filp;
3378         struct address_space * mapping = file->f_mapping;
3379         struct inode    *inode = mapping->host;
3380         ssize_t         written = 0;
3381         ssize_t         err;
3382         ssize_t         status;
3383
3384         /* We can write back this queue in page reclaim */
3385         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3386         err = file_remove_privs(file);
3387         if (err)
3388                 goto out;
3389
3390         err = file_update_time(file);
3391         if (err)
3392                 goto out;
3393
3394         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3395                 loff_t pos, endbyte;
3396
3397                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3398                 /*
3399                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3400                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3401                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3402                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3403                  * page-cache pages correctly).
3404                  */
3405                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3406                         goto out;
3407
3408                 status = generic_perform_write(file, from, pos = iocb->ki_pos);
3409                 /*
3410                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3411                  * then we want to return the number of bytes which were
3412                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3413                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3414                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3415                  */
3416                 if (unlikely(status < 0)) {
3417                         err = status;
3418                         goto out;
3419                 }
3420                 /*
3421                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3422                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3423                  * semantics.
3424                  */
3425                 endbyte = pos + status - 1;
3426                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3427                 if (err == 0) {
3428                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3429                         written += status;
3430                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3431                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3432                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3433                 } else {
3434                         /*
3435                          * We don't know how much we wrote, so just return
3436                          * the number of bytes which were direct-written
3437                          */
3438                 }
3439         } else {
3440                 written = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
3441                 if (likely(written > 0))
3442                         iocb->ki_pos += written;
3443         }
3444 out:
3445         current->backing_dev_info = NULL;
3446         return written ? written : err;
3447 }
3448 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3449
3450 /**
3451  * generic_file_write_iter - write data to a file
3452  * @iocb:       IO state structure
3453  * @from:       iov_iter with data to write
3454  *
3455  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3456  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3457  * and acquires i_mutex as needed.
3458  * Return:
3459  * * negative error code if no data has been written at all of
3460  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3461  * * number of bytes written, even for truncated writes
3462  */
3463 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3464 {
3465         struct file *file = iocb->ki_filp;
3466         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3467         ssize_t ret;
3468
3469         inode_lock(inode);
3470         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3471         if (ret > 0)
3472                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3473         inode_unlock(inode);
3474
3475         if (ret > 0)
3476                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3477         return ret;
3478 }
3479 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3480
3481 /**
3482  * try_to_release_page() - release old fs-specific metadata on a page
3483  *
3484  * @page: the page which the kernel is trying to free
3485  * @gfp_mask: memory allocation flags (and I/O mode)
3486  *
3487  * The address_space is to try to release any data against the page
3488  * (presumably at page->private).
3489  *
3490  * This may also be called if PG_fscache is set on a page, indicating that the
3491  * page is known to the local caching routines.
3492  *
3493  * The @gfp_mask argument specifies whether I/O may be performed to release
3494  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3495  *
3496  * Return: %1 if the release was successful, otherwise return zero.
3497  */
3498 int try_to_release_page(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
3499 {
3500         struct address_space * const mapping = page->mapping;
3501
3502         BUG_ON(!PageLocked(page));
3503         if (PageWriteback(page))
3504                 return 0;
3505
3506         if (mapping && mapping->a_ops->releasepage)
3507                 return mapping->a_ops->releasepage(page, gfp_mask);
3508         return try_to_free_buffers(page);
3509 }
3510
3511 EXPORT_SYMBOL(try_to_release_page);