fs/iomap/buffered-io.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2010 Red Hat, Inc.
   4  * Copyright (C) 2016-2019 Christoph Hellwig.
   5  */
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/compiler.h>
   8 #include <linux/fs.h>
   9 #include <linux/iomap.h>
  10 #include <linux/pagemap.h>
  11 #include <linux/uio.h>
  12 #include <linux/buffer_head.h>
  13 #include <linux/dax.h>
  14 #include <linux/writeback.h>
  15 #include <linux/list_sort.h>
  16 #include <linux/swap.h>
  17 #include <linux/bio.h>
  18 #include <linux/sched/signal.h>
  19 #include <linux/migrate.h>
  20 #include "trace.h"
  21
  22 #include "../internal.h"
  23
  24 /*
  25  * Structure allocated for each page or THP when block size < page size
  26  * to track sub-page uptodate status and I/O completions.
  27  */
  28 struct iomap_page {
  29         atomic_t                read_bytes_pending;
  30         atomic_t                write_bytes_pending;
  31         spinlock_t              uptodate_lock;
  32         unsigned long           uptodate[];
  33 };
  34
  35 static inline struct iomap_page *to_iomap_page(struct page *page)
  36 {
  37         /*
  38          * per-block data is stored in the head page.  Callers should
  39          * not be dealing with tail pages, and if they are, they can
  40          * call thp_head() first.
  41          */
  42         VM_BUG_ON_PGFLAGS(PageTail(page), page);
  43
  44         if (page_has_private(page))
  45                 return (struct iomap_page *)page_private(page);
  46         return NULL;
  47 }
  48
  49 static struct bio_set iomap_ioend_bioset;
  50
  51 static struct iomap_page *
  52 iomap_page_create(struct inode *inode, struct page *page)
  53 {
  54         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
  55         unsigned int nr_blocks = i_blocks_per_page(inode, page);
  56
  57         if (iop || nr_blocks <= 1)
  58                 return iop;
  59
  60         iop = kzalloc(struct_size(iop, uptodate, BITS_TO_LONGS(nr_blocks)),
  61                         GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
  62         spin_lock_init(&iop->uptodate_lock);
  63         if (PageUptodate(page))
  64                 bitmap_fill(iop->uptodate, nr_blocks);
  65         attach_page_private(page, iop);
  66         return iop;
  67 }
  68
  69 static void
  70 iomap_page_release(struct page *page)
  71 {
  72         struct iomap_page *iop = detach_page_private(page);
  73         unsigned int nr_blocks = i_blocks_per_page(page->mapping->host, page);
  74
  75         if (!iop)
  76                 return;
  77         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&iop->read_bytes_pending));
  78         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&iop->write_bytes_pending));
  79         WARN_ON_ONCE(bitmap_full(iop->uptodate, nr_blocks) !=
  80                         PageUptodate(page));
  81         kfree(iop);
  82 }
  83
  84 /*
  85  * Calculate the range inside the page that we actually need to read.
  86  */
  87 static void
  88 iomap_adjust_read_range(struct inode *inode, struct iomap_page *iop,
  89                 loff_t *pos, loff_t length, unsigned *offp, unsigned *lenp)
  90 {
  91         loff_t orig_pos = *pos;
  92         loff_t isize = i_size_read(inode);
  93         unsigned block_bits = inode->i_blkbits;
  94         unsigned block_size = (1 << block_bits);
  95         unsigned poff = offset_in_page(*pos);
  96         unsigned plen = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - poff, length);
  97         unsigned first = poff >> block_bits;
  98         unsigned last = (poff + plen - 1) >> block_bits;
  99
 100         /*
 101          * If the block size is smaller than the page size, we need to check the
 102          * per-block uptodate status and adjust the offset and length if needed
 103          * to avoid reading in already uptodate ranges.
 104          */
 105         if (iop) {
 106                 unsigned int i;
 107
 108                 /* move forward for each leading block marked uptodate */
 109                 for (i = first; i <= last; i++) {
 110                         if (!test_bit(i, iop->uptodate))
 111                                 break;
 112                         *pos += block_size;
 113                         poff += block_size;
 114                         plen -= block_size;
 115                         first++;
 116                 }
 117
 118                 /* truncate len if we find any trailing uptodate block(s) */
 119                 for ( ; i <= last; i++) {
 120                         if (test_bit(i, iop->uptodate)) {
 121                                 plen -= (last - i + 1) * block_size;
 122                                 last = i - 1;
 123                                 break;
 124                         }
 125                 }
 126         }
 127
 128         /*
 129          * If the extent spans the block that contains the i_size, we need to
 130          * handle both halves separately so that we properly zero data in the
 131          * page cache for blocks that are entirely outside of i_size.
 132          */
 133         if (orig_pos <= isize && orig_pos + length > isize) {
 134                 unsigned end = offset_in_page(isize - 1) >> block_bits;
 135
 136                 if (first <= end && last > end)
 137                         plen -= (last - end) * block_size;
 138         }
 139
 140         *offp = poff;
 141         *lenp = plen;
 142 }
 143
 144 static void
 145 iomap_iop_set_range_uptodate(struct page *page, unsigned off, unsigned len)
 146 {
 147         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
 148         struct inode *inode = page->mapping->host;
 149         unsigned first = off >> inode->i_blkbits;
 150         unsigned last = (off + len - 1) >> inode->i_blkbits;
 151         unsigned long flags;
 152
 153         spin_lock_irqsave(&iop->uptodate_lock, flags);
 154         bitmap_set(iop->uptodate, first, last - first + 1);
 155         if (bitmap_full(iop->uptodate, i_blocks_per_page(inode, page)))
 156                 SetPageUptodate(page);
 157         spin_unlock_irqrestore(&iop->uptodate_lock, flags);
 158 }
 159
 160 static void
 161 iomap_set_range_uptodate(struct page *page, unsigned off, unsigned len)
 162 {
 163         if (PageError(page))
 164                 return;
 165
 166         if (page_has_private(page))
 167                 iomap_iop_set_range_uptodate(page, off, len);
 168         else
 169                 SetPageUptodate(page);
 170 }
 171
 172 static void
 173 iomap_read_page_end_io(struct bio_vec *bvec, int error)
 174 {
 175         struct page *page = bvec->bv_page;
 176         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
 177
 178         if (unlikely(error)) {
 179                 ClearPageUptodate(page);
 180                 SetPageError(page);
 181         } else {
 182                 iomap_set_range_uptodate(page, bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
 183         }
 184
 185         if (!iop || atomic_sub_and_test(bvec->bv_len, &iop->read_bytes_pending))
 186                 unlock_page(page);
 187 }
 188
 189 static void
 190 iomap_read_end_io(struct bio *bio)
 191 {
 192         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
 193         struct bio_vec *bvec;
 194         struct bvec_iter_all iter_all;
 195
 196         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
 197                 iomap_read_page_end_io(bvec, error);
 198         bio_put(bio);
 199 }
 200
 201 struct iomap_readpage_ctx {
 202         struct page             *cur_page;
 203         bool                    cur_page_in_bio;
 204         struct bio              *bio;
 205         struct readahead_control *rac;
 206 };
 207
 208 static loff_t iomap_read_inline_data(const struct iomap_iter *iter,
 209                 struct page *page)
 210 {
 211         const struct iomap *iomap = iomap_iter_srcmap(iter);
 212         size_t size = i_size_read(iter->inode) - iomap->offset;
 213         size_t poff = offset_in_page(iomap->offset);
 214         void *addr;
 215
 216         if (PageUptodate(page))
 217                 return PAGE_SIZE - poff;
 218
 219         if (WARN_ON_ONCE(size > PAGE_SIZE - poff))
 220                 return -EIO;
 221         if (WARN_ON_ONCE(size > PAGE_SIZE -
 222                          offset_in_page(iomap->inline_data)))
 223                 return -EIO;
 224         if (WARN_ON_ONCE(size > iomap->length))
 225                 return -EIO;
 226         if (poff > 0)
 227                 iomap_page_create(iter->inode, page);
 228
 229         addr = kmap_local_page(page) + poff;
 230         memcpy(addr, iomap->inline_data, size);
 231         memset(addr + size, 0, PAGE_SIZE - poff - size);
 232         kunmap_local(addr);
 233         iomap_set_range_uptodate(page, poff, PAGE_SIZE - poff);
 234         return PAGE_SIZE - poff;
 235 }
 236
 237 static inline bool iomap_block_needs_zeroing(const struct iomap_iter *iter,
 238                 loff_t pos)
 239 {
 240         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 241
 242         return srcmap->type != IOMAP_MAPPED ||
 243                 (srcmap->flags & IOMAP_F_NEW) ||
 244                 pos >= i_size_read(iter->inode);
 245 }
 246
 247 static loff_t iomap_readpage_iter(const struct iomap_iter *iter,
 248                 struct iomap_readpage_ctx *ctx, loff_t offset)
 249 {
 250         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 251         loff_t pos = iter->pos + offset;
 252         loff_t length = iomap_length(iter) - offset;
 253         struct page *page = ctx->cur_page;
 254         struct iomap_page *iop;
 255         loff_t orig_pos = pos;
 256         unsigned poff, plen;
 257         sector_t sector;
 258
 259         if (iomap->type == IOMAP_INLINE) {
 260                 loff_t ret = iomap_read_inline_data(iter, page);
 261
 262                 if (ret < 0)
 263                         return ret;
 264                 return 0;
 265         }
 266
 267         /* zero post-eof blocks as the page may be mapped */
 268         iop = iomap_page_create(iter->inode, page);
 269         iomap_adjust_read_range(iter->inode, iop, &pos, length, &poff, &plen);
 270         if (plen == 0)
 271                 goto done;
 272
 273         if (iomap_block_needs_zeroing(iter, pos)) {
 274                 zero_user(page, poff, plen);
 275                 iomap_set_range_uptodate(page, poff, plen);
 276                 goto done;
 277         }
 278
 279         ctx->cur_page_in_bio = true;
 280         if (iop)
 281                 atomic_add(plen, &iop->read_bytes_pending);
 282
 283         sector = iomap_sector(iomap, pos);
 284         if (!ctx->bio ||
 285             bio_end_sector(ctx->bio) != sector ||
 286             bio_add_page(ctx->bio, page, plen, poff) != plen) {
 287                 gfp_t gfp = mapping_gfp_constraint(page->mapping, GFP_KERNEL);
 288                 gfp_t orig_gfp = gfp;
 289                 unsigned int nr_vecs = DIV_ROUND_UP(length, PAGE_SIZE);
 290
 291                 if (ctx->bio)
 292                         submit_bio(ctx->bio);
 293
 294                 if (ctx->rac) /* same as readahead_gfp_mask */
 295                         gfp |= __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 296                 ctx->bio = bio_alloc(gfp, bio_max_segs(nr_vecs));
 297                 /*
 298                  * If the bio_alloc fails, try it again for a single page to
 299                  * avoid having to deal with partial page reads.  This emulates
 300                  * what do_mpage_readpage does.
 301                  */
 302                 if (!ctx->bio)
 303                         ctx->bio = bio_alloc(orig_gfp, 1);
 304                 ctx->bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 305                 if (ctx->rac)
 306                         ctx->bio->bi_opf |= REQ_RAHEAD;
 307                 ctx->bio->bi_iter.bi_sector = sector;
 308                 bio_set_dev(ctx->bio, iomap->bdev);
 309                 ctx->bio->bi_end_io = iomap_read_end_io;
 310                 __bio_add_page(ctx->bio, page, plen, poff);
 311         }
 312 done:
 313         /*
 314          * Move the caller beyond our range so that it keeps making progress.
 315          * For that, we have to include any leading non-uptodate ranges, but
 316          * we can skip trailing ones as they will be handled in the next
 317          * iteration.
 318          */
 319         return pos - orig_pos + plen;
 320 }
 321
 322 int
 323 iomap_readpage(struct page *page, const struct iomap_ops *ops)
 324 {
 325         struct iomap_iter iter = {
 326                 .inode          = page->mapping->host,
 327                 .pos            = page_offset(page),
 328                 .len            = PAGE_SIZE,
 329         };
 330         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
 331                 .cur_page       = page,
 332         };
 333         int ret;
 334
 335         trace_iomap_readpage(page->mapping->host, 1);
 336
 337         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 338                 iter.processed = iomap_readpage_iter(&iter, &ctx, 0);
 339
 340         if (ret < 0)
 341                 SetPageError(page);
 342
 343         if (ctx.bio) {
 344                 submit_bio(ctx.bio);
 345                 WARN_ON_ONCE(!ctx.cur_page_in_bio);
 346         } else {
 347                 WARN_ON_ONCE(ctx.cur_page_in_bio);
 348                 unlock_page(page);
 349         }
 350
 351         /*
 352          * Just like mpage_readahead and block_read_full_page, we always
 353          * return 0 and just mark the page as PageError on errors.  This
 354          * should be cleaned up throughout the stack eventually.
 355          */
 356         return 0;
 357 }
 358 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_readpage);
 359
 360 static loff_t iomap_readahead_iter(const struct iomap_iter *iter,
 361                 struct iomap_readpage_ctx *ctx)
 362 {
 363         loff_t length = iomap_length(iter);
 364         loff_t done, ret;
 365
 366         for (done = 0; done < length; done += ret) {
 367                 if (ctx->cur_page && offset_in_page(iter->pos + done) == 0) {
 368                         if (!ctx->cur_page_in_bio)
 369                                 unlock_page(ctx->cur_page);
 370                         put_page(ctx->cur_page);
 371                         ctx->cur_page = NULL;
 372                 }
 373                 if (!ctx->cur_page) {
 374                         ctx->cur_page = readahead_page(ctx->rac);
 375                         ctx->cur_page_in_bio = false;
 376                 }
 377                 ret = iomap_readpage_iter(iter, ctx, done);
 378                 if (ret <= 0)
 379                         return ret;
 380         }
 381
 382         return done;
 383 }
 384
 385 /**
 386  * iomap_readahead - Attempt to read pages from a file.
 387  * @rac: Describes the pages to be read.
 388  * @ops: The operations vector for the filesystem.
 389  *
 390  * This function is for filesystems to call to implement their readahead
 391  * address_space operation.
 392  *
 393  * Context: The @ops callbacks may submit I/O (eg to read the addresses of
 394  * blocks from disc), and may wait for it.  The caller may be trying to
 395  * access a different page, and so sleeping excessively should be avoided.
 396  * It may allocate memory, but should avoid costly allocations.  This
 397  * function is called with memalloc_nofs set, so allocations will not cause
 398  * the filesystem to be reentered.
 399  */
 400 void iomap_readahead(struct readahead_control *rac, const struct iomap_ops *ops)
 401 {
 402         struct iomap_iter iter = {
 403                 .inode  = rac->mapping->host,
 404                 .pos    = readahead_pos(rac),
 405                 .len    = readahead_length(rac),
 406         };
 407         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
 408                 .rac    = rac,
 409         };
 410
 411         trace_iomap_readahead(rac->mapping->host, readahead_count(rac));
 412
 413         while (iomap_iter(&iter, ops) > 0)
 414                 iter.processed = iomap_readahead_iter(&iter, &ctx);
 415
 416         if (ctx.bio)
 417                 submit_bio(ctx.bio);
 418         if (ctx.cur_page) {
 419                 if (!ctx.cur_page_in_bio)
 420                         unlock_page(ctx.cur_page);
 421                 put_page(ctx.cur_page);
 422         }
 423 }
 424 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_readahead);
 425
 426 /*
 427  * iomap_is_partially_uptodate checks whether blocks within a page are
 428  * uptodate or not.
 429  *
 430  * Returns true if all blocks which correspond to a file portion
 431  * we want to read within the page are uptodate.
 432  */
 433 int
 434 iomap_is_partially_uptodate(struct page *page, unsigned long from,
 435                 unsigned long count)
 436 {
 437         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
 438         struct inode *inode = page->mapping->host;
 439         unsigned len, first, last;
 440         unsigned i;
 441
 442         /* Limit range to one page */
 443         len = min_t(unsigned, PAGE_SIZE - from, count);
 444
 445         /* First and last blocks in range within page */
 446         first = from >> inode->i_blkbits;
 447         last = (from + len - 1) >> inode->i_blkbits;
 448
 449         if (iop) {
 450                 for (i = first; i <= last; i++)
 451                         if (!test_bit(i, iop->uptodate))
 452                                 return 0;
 453                 return 1;
 454         }
 455
 456         return 0;
 457 }
 458 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_is_partially_uptodate);
 459
 460 int
 461 iomap_releasepage(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
 462 {
 463         trace_iomap_releasepage(page->mapping->host, page_offset(page),
 464                         PAGE_SIZE);
 465
 466         /*
 467          * mm accommodates an old ext3 case where clean pages might not have had
 468          * the dirty bit cleared. Thus, it can send actual dirty pages to
 469          * ->releasepage() via shrink_active_list(); skip those here.
 470          */
 471         if (PageDirty(page) || PageWriteback(page))
 472                 return 0;
 473         iomap_page_release(page);
 474         return 1;
 475 }
 476 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_releasepage);
 477
 478 void
 479 iomap_invalidatepage(struct page *page, unsigned int offset, unsigned int len)
 480 {
 481         trace_iomap_invalidatepage(page->mapping->host, offset, len);
 482
 483         /*
 484          * If we're invalidating the entire page, clear the dirty state from it
 485          * and release it to avoid unnecessary buildup of the LRU.
 486          */
 487         if (offset == 0 && len == PAGE_SIZE) {
 488                 WARN_ON_ONCE(PageWriteback(page));
 489                 cancel_dirty_page(page);
 490                 iomap_page_release(page);
 491         }
 492 }
 493 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_invalidatepage);
 494
 495 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 496 int
 497 iomap_migrate_page(struct address_space *mapping, struct page *newpage,
 498                 struct page *page, enum migrate_mode mode)
 499 {
 500         int ret;
 501
 502         ret = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, 0);
 503         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 504                 return ret;
 505
 506         if (page_has_private(page))
 507                 attach_page_private(newpage, detach_page_private(page));
 508
 509         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 510                 migrate_page_copy(newpage, page);
 511         else
 512                 migrate_page_states(newpage, page);
 513         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
 514 }
 515 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_migrate_page);
 516 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
 517
 518 static void
 519 iomap_write_failed(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len)
 520 {
 521         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 522
 523         /*
 524          * Only truncate newly allocated pages beyoned EOF, even if the
 525          * write started inside the existing inode size.
 526          */
 527         if (pos + len > i_size)
 528                 truncate_pagecache_range(inode, max(pos, i_size),
 529                                          pos + len - 1);
 530 }
 531
 532 static int
 533 iomap_read_page_sync(loff_t block_start, struct page *page, unsigned poff,
 534                 unsigned plen, const struct iomap *iomap)
 535 {
 536         struct bio_vec bvec;
 537         struct bio bio;
 538
 539         bio_init(&bio, &bvec, 1);
 540         bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 541         bio.bi_iter.bi_sector = iomap_sector(iomap, block_start);
 542         bio_set_dev(&bio, iomap->bdev);
 543         __bio_add_page(&bio, page, plen, poff);
 544         return submit_bio_wait(&bio);
 545 }
 546
 547 static int __iomap_write_begin(const struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
 548                 unsigned len, struct page *page)
 549 {
 550         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 551         struct iomap_page *iop = iomap_page_create(iter->inode, page);
 552         loff_t block_size = i_blocksize(iter->inode);
 553         loff_t block_start = round_down(pos, block_size);
 554         loff_t block_end = round_up(pos + len, block_size);
 555         unsigned from = offset_in_page(pos), to = from + len, poff, plen;
 556
 557         if (PageUptodate(page))
 558                 return 0;
 559         ClearPageError(page);
 560
 561         do {
 562                 iomap_adjust_read_range(iter->inode, iop, &block_start,
 563                                 block_end - block_start, &poff, &plen);
 564                 if (plen == 0)
 565                         break;
 566
 567                 if (!(iter->flags & IOMAP_UNSHARE) &&
 568                     (from <= poff || from >= poff + plen) &&
 569                     (to <= poff || to >= poff + plen))
 570                         continue;
 571
 572                 if (iomap_block_needs_zeroing(iter, block_start)) {
 573                         if (WARN_ON_ONCE(iter->flags & IOMAP_UNSHARE))
 574                                 return -EIO;
 575                         zero_user_segments(page, poff, from, to, poff + plen);
 576                 } else {
 577                         int status = iomap_read_page_sync(block_start, page,
 578                                         poff, plen, srcmap);
 579                         if (status)
 580                                 return status;
 581                 }
 582                 iomap_set_range_uptodate(page, poff, plen);
 583         } while ((block_start += plen) < block_end);
 584
 585         return 0;
 586 }
 587
 588 static int iomap_write_begin_inline(const struct iomap_iter *iter,
 589                 struct page *page)
 590 {
 591         int ret;
 592
 593         /* needs more work for the tailpacking case; disable for now */
 594         if (WARN_ON_ONCE(iomap_iter_srcmap(iter)->offset != 0))
 595                 return -EIO;
 596         ret = iomap_read_inline_data(iter, page);
 597         if (ret < 0)
 598                 return ret;
 599         return 0;
 600 }
 601
 602 static int iomap_write_begin(const struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
 603                 unsigned len, struct page **pagep)
 604 {
 605         const struct iomap_page_ops *page_ops = iter->iomap.page_ops;
 606         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 607         struct page *page;
 608         int status = 0;
 609
 610         BUG_ON(pos + len > iter->iomap.offset + iter->iomap.length);
 611         if (srcmap != &iter->iomap)
 612                 BUG_ON(pos + len > srcmap->offset + srcmap->length);
 613
 614         if (fatal_signal_pending(current))
 615                 return -EINTR;
 616
 617         if (page_ops && page_ops->page_prepare) {
 618                 status = page_ops->page_prepare(iter->inode, pos, len);
 619                 if (status)
 620                         return status;
 621         }
 622
 623         page = grab_cache_page_write_begin(iter->inode->i_mapping,
 624                                 pos >> PAGE_SHIFT, AOP_FLAG_NOFS);
 625         if (!page) {
 626                 status = -ENOMEM;
 627                 goto out_no_page;
 628         }
 629
 630         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE)
 631                 status = iomap_write_begin_inline(iter, page);
 632         else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD)
 633                 status = __block_write_begin_int(page, pos, len, NULL, srcmap);
 634         else
 635                 status = __iomap_write_begin(iter, pos, len, page);
 636
 637         if (unlikely(status))
 638                 goto out_unlock;
 639
 640         *pagep = page;
 641         return 0;
 642
 643 out_unlock:
 644         unlock_page(page);
 645         put_page(page);
 646         iomap_write_failed(iter->inode, pos, len);
 647
 648 out_no_page:
 649         if (page_ops && page_ops->page_done)
 650                 page_ops->page_done(iter->inode, pos, 0, NULL);
 651         return status;
 652 }
 653
 654 static size_t __iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, size_t len,
 655                 size_t copied, struct page *page)
 656 {
 657         flush_dcache_page(page);
 658
 659         /*
 660          * The blocks that were entirely written will now be uptodate, so we
 661          * don't have to worry about a readpage reading them and overwriting a
 662          * partial write.  However, if we've encountered a short write and only
 663          * partially written into a block, it will not be marked uptodate, so a
 664          * readpage might come in and destroy our partial write.
 665          *
 666          * Do the simplest thing and just treat any short write to a
 667          * non-uptodate page as a zero-length write, and force the caller to
 668          * redo the whole thing.
 669          */
 670         if (unlikely(copied < len && !PageUptodate(page)))
 671                 return 0;
 672         iomap_set_range_uptodate(page, offset_in_page(pos), len);
 673         __set_page_dirty_nobuffers(page);
 674         return copied;
 675 }
 676
 677 static size_t iomap_write_end_inline(const struct iomap_iter *iter,
 678                 struct page *page, loff_t pos, size_t copied)
 679 {
 680         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 681         void *addr;
 682
 683         WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
 684         BUG_ON(!iomap_inline_data_valid(iomap));
 685
 686         flush_dcache_page(page);
 687         addr = kmap_local_page(page) + pos;
 688         memcpy(iomap_inline_data(iomap, pos), addr, copied);
 689         kunmap_local(addr);
 690
 691         mark_inode_dirty(iter->inode);
 692         return copied;
 693 }
 694
 695 /* Returns the number of bytes copied.  May be 0.  Cannot be an errno. */
 696 static size_t iomap_write_end(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, size_t len,
 697                 size_t copied, struct page *page)
 698 {
 699         const struct iomap_page_ops *page_ops = iter->iomap.page_ops;
 700         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 701         loff_t old_size = iter->inode->i_size;
 702         size_t ret;
 703
 704         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE) {
 705                 ret = iomap_write_end_inline(iter, page, pos, copied);
 706         } else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
 707                 ret = block_write_end(NULL, iter->inode->i_mapping, pos, len,
 708                                 copied, page, NULL);
 709         } else {
 710                 ret = __iomap_write_end(iter->inode, pos, len, copied, page);
 711         }
 712
 713         /*
 714          * Update the in-memory inode size after copying the data into the page
 715          * cache.  It's up to the file system to write the updated size to disk,
 716          * preferably after I/O completion so that no stale data is exposed.
 717          */
 718         if (pos + ret > old_size) {
 719                 i_size_write(iter->inode, pos + ret);
 720                 iter->iomap.flags |= IOMAP_F_SIZE_CHANGED;
 721         }
 722         unlock_page(page);
 723
 724         if (old_size < pos)
 725                 pagecache_isize_extended(iter->inode, old_size, pos);
 726         if (page_ops && page_ops->page_done)
 727                 page_ops->page_done(iter->inode, pos, ret, page);
 728         put_page(page);
 729
 730         if (ret < len)
 731                 iomap_write_failed(iter->inode, pos, len);
 732         return ret;
 733 }
 734
 735 static loff_t iomap_write_iter(struct iomap_iter *iter, struct iov_iter *i)
 736 {
 737         loff_t length = iomap_length(iter);
 738         loff_t pos = iter->pos;
 739         ssize_t written = 0;
 740         long status = 0;
 741
 742         do {
 743                 struct page *page;
 744                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
 745                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
 746                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
 747
 748                 offset = offset_in_page(pos);
 749                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
 750                                                 iov_iter_count(i));
 751 again:
 752                 if (bytes > length)
 753                         bytes = length;
 754
 755                 /*
 756                  * Bring in the user page that we'll copy from _first_.
 757                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
 758                  * same page as we're writing to, without it being marked
 759                  * up-to-date.
 760                  */
 761                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes))) {
 762                         status = -EFAULT;
 763                         break;
 764                 }
 765
 766                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &page);
 767                 if (unlikely(status))
 768                         break;
 769
 770                 if (mapping_writably_mapped(iter->inode->i_mapping))
 771                         flush_dcache_page(page);
 772
 773                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, bytes, i);
 774
 775                 status = iomap_write_end(iter, pos, bytes, copied, page);
 776
 777                 if (unlikely(copied != status))
 778                         iov_iter_revert(i, copied - status);
 779
 780                 cond_resched();
 781                 if (unlikely(status == 0)) {
 782                         /*
 783                          * A short copy made iomap_write_end() reject the
 784                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
 785                          * halfway through, might be a race with munmap,
 786                          * might be severe memory pressure.
 787                          */
 788                         if (copied)
 789                                 bytes = copied;
 790                         goto again;
 791                 }
 792                 pos += status;
 793                 written += status;
 794                 length -= status;
 795
 796                 balance_dirty_pages_ratelimited(iter->inode->i_mapping);
 797         } while (iov_iter_count(i) && length);
 798
 799         return written ? written : status;
 800 }
 801
 802 ssize_t
 803 iomap_file_buffered_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *i,
 804                 const struct iomap_ops *ops)
 805 {
 806         struct iomap_iter iter = {
 807                 .inode          = iocb->ki_filp->f_mapping->host,
 808                 .pos            = iocb->ki_pos,
 809                 .len            = iov_iter_count(i),
 810                 .flags          = IOMAP_WRITE,
 811         };
 812         int ret;
 813
 814         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 815                 iter.processed = iomap_write_iter(&iter, i);
 816         if (iter.pos == iocb->ki_pos)
 817                 return ret;
 818         return iter.pos - iocb->ki_pos;
 819 }
 820 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_buffered_write);
 821
 822 static loff_t iomap_unshare_iter(struct iomap_iter *iter)
 823 {
 824         struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 825         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 826         loff_t pos = iter->pos;
 827         loff_t length = iomap_length(iter);
 828         long status = 0;
 829         loff_t written = 0;
 830
 831         /* don't bother with blocks that are not shared to start with */
 832         if (!(iomap->flags & IOMAP_F_SHARED))
 833                 return length;
 834         /* don't bother with holes or unwritten extents */
 835         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 836                 return length;
 837
 838         do {
 839                 unsigned long offset = offset_in_page(pos);
 840                 unsigned long bytes = min_t(loff_t, PAGE_SIZE - offset, length);
 841                 struct page *page;
 842
 843                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &page);
 844                 if (unlikely(status))
 845                         return status;
 846
 847                 status = iomap_write_end(iter, pos, bytes, bytes, page);
 848                 if (WARN_ON_ONCE(status == 0))
 849                         return -EIO;
 850
 851                 cond_resched();
 852
 853                 pos += status;
 854                 written += status;
 855                 length -= status;
 856
 857                 balance_dirty_pages_ratelimited(iter->inode->i_mapping);
 858         } while (length);
 859
 860         return written;
 861 }
 862
 863 int
 864 iomap_file_unshare(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len,
 865                 const struct iomap_ops *ops)
 866 {
 867         struct iomap_iter iter = {
 868                 .inode          = inode,
 869                 .pos            = pos,
 870                 .len            = len,
 871                 .flags          = IOMAP_WRITE | IOMAP_UNSHARE,
 872         };
 873         int ret;
 874
 875         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 876                 iter.processed = iomap_unshare_iter(&iter);
 877         return ret;
 878 }
 879 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_unshare);
 880
 881 static s64 __iomap_zero_iter(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, u64 length)
 882 {
 883         struct page *page;
 884         int status;
 885         unsigned offset = offset_in_page(pos);
 886         unsigned bytes = min_t(u64, PAGE_SIZE - offset, length);
 887
 888         status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &page);
 889         if (status)
 890                 return status;
 891
 892         zero_user(page, offset, bytes);
 893         mark_page_accessed(page);
 894
 895         return iomap_write_end(iter, pos, bytes, bytes, page);
 896 }
 897
 898 static loff_t iomap_zero_iter(struct iomap_iter *iter, bool *did_zero)
 899 {
 900         struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 901         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
 902         loff_t pos = iter->pos;
 903         loff_t length = iomap_length(iter);
 904         loff_t written = 0;
 905
 906         /* already zeroed?  we're done. */
 907         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
 908                 return length;
 909
 910         do {
 911                 s64 bytes;
 912
 913                 if (IS_DAX(iter->inode))
 914                         bytes = dax_iomap_zero(pos, length, iomap);
 915                 else
 916                         bytes = __iomap_zero_iter(iter, pos, length);
 917                 if (bytes < 0)
 918                         return bytes;
 919
 920                 pos += bytes;
 921                 length -= bytes;
 922                 written += bytes;
 923                 if (did_zero)
 924                         *did_zero = true;
 925         } while (length > 0);
 926
 927         return written;
 928 }
 929
 930 int
 931 iomap_zero_range(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len, bool *did_zero,
 932                 const struct iomap_ops *ops)
 933 {
 934         struct iomap_iter iter = {
 935                 .inode          = inode,
 936                 .pos            = pos,
 937                 .len            = len,
 938                 .flags          = IOMAP_ZERO,
 939         };
 940         int ret;
 941
 942         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 943                 iter.processed = iomap_zero_iter(&iter, did_zero);
 944         return ret;
 945 }
 946 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_zero_range);
 947
 948 int
 949 iomap_truncate_page(struct inode *inode, loff_t pos, bool *did_zero,
 950                 const struct iomap_ops *ops)
 951 {
 952         unsigned int blocksize = i_blocksize(inode);
 953         unsigned int off = pos & (blocksize - 1);
 954
 955         /* Block boundary? Nothing to do */
 956         if (!off)
 957                 return 0;
 958         return iomap_zero_range(inode, pos, blocksize - off, did_zero, ops);
 959 }
 960 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_truncate_page);
 961
 962 static loff_t iomap_page_mkwrite_iter(struct iomap_iter *iter,
 963                 struct page *page)
 964 {
 965         loff_t length = iomap_length(iter);
 966         int ret;
 967
 968         if (iter->iomap.flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
 969                 ret = __block_write_begin_int(page, iter->pos, length, NULL,
 970                                               &iter->iomap);
 971                 if (ret)
 972                         return ret;
 973                 block_commit_write(page, 0, length);
 974         } else {
 975                 WARN_ON_ONCE(!PageUptodate(page));
 976                 set_page_dirty(page);
 977         }
 978
 979         return length;
 980 }
 981
 982 vm_fault_t iomap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf, const struct iomap_ops *ops)
 983 {
 984         struct iomap_iter iter = {
 985                 .inode          = file_inode(vmf->vma->vm_file),
 986                 .flags          = IOMAP_WRITE | IOMAP_FAULT,
 987         };
 988         struct page *page = vmf->page;
 989         ssize_t ret;
 990
 991         lock_page(page);
 992         ret = page_mkwrite_check_truncate(page, iter.inode);
 993         if (ret < 0)
 994                 goto out_unlock;
 995         iter.pos = page_offset(page);
 996         iter.len = ret;
 997         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
 998                 iter.processed = iomap_page_mkwrite_iter(&iter, page);
 999
1000         if (ret < 0)
1001                 goto out_unlock;
1002         wait_for_stable_page(page);
1003         return VM_FAULT_LOCKED;
1004 out_unlock:
1005         unlock_page(page);
1006         return block_page_mkwrite_return(ret);
1007 }
1008 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_page_mkwrite);
1009
1010 static void
1011 iomap_finish_page_writeback(struct inode *inode, struct page *page,
1012                 int error, unsigned int len)
1013 {
1014         struct iomap_page *iop = to_iomap_page(page);
1015
1016         if (error) {
1017                 SetPageError(page);
1018                 mapping_set_error(inode->i_mapping, error);
1019         }
1020
1021         WARN_ON_ONCE(i_blocks_per_page(inode, page) > 1 && !iop);
1022         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_bytes_pending) <= 0);
1023
1024         if (!iop || atomic_sub_and_test(len, &iop->write_bytes_pending))
1025                 end_page_writeback(page);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
1030  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
1031  * ioend after this.
1032  */
1033 static void
1034 iomap_finish_ioend(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1035 {
1036         struct inode *inode = ioend->io_inode;
1037         struct bio *bio = &ioend->io_inline_bio;
1038         struct bio *last = ioend->io_bio, *next;
1039         u64 start = bio->bi_iter.bi_sector;
1040         loff_t offset = ioend->io_offset;
1041         bool quiet = bio_flagged(bio, BIO_QUIET);
1042
1043         for (bio = &ioend->io_inline_bio; bio; bio = next) {
1044                 struct bio_vec *bv;
1045                 struct bvec_iter_all iter_all;
1046
1047                 /*
1048                  * For the last bio, bi_private points to the ioend, so we
1049                  * need to explicitly end the iteration here.
1050                  */
1051                 if (bio == last)
1052                         next = NULL;
1053                 else
1054                         next = bio->bi_private;
1055
1056                 /* walk each page on bio, ending page IO on them */
1057                 bio_for_each_segment_all(bv, bio, iter_all)
1058                         iomap_finish_page_writeback(inode, bv->bv_page, error,
1059                                         bv->bv_len);
1060                 bio_put(bio);
1061         }
1062         /* The ioend has been freed by bio_put() */
1063
1064         if (unlikely(error && !quiet)) {
1065                 printk_ratelimited(KERN_ERR
1066 "%s: writeback error on inode %lu, offset %lld, sector %llu",
1067                         inode->i_sb->s_id, inode->i_ino, offset, start);
1068         }
1069 }
1070
1071 void
1072 iomap_finish_ioends(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1073 {
1074         struct list_head tmp;
1075
1076         list_replace_init(&ioend->io_list, &tmp);
1077         iomap_finish_ioend(ioend, error);
1078
1079         while (!list_empty(&tmp)) {
1080                 ioend = list_first_entry(&tmp, struct iomap_ioend, io_list);
1081                 list_del_init(&ioend->io_list);
1082                 iomap_finish_ioend(ioend, error);
1083         }
1084 }
1085 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_finish_ioends);
1086
1087 /*
1088  * We can merge two adjacent ioends if they have the same set of work to do.
1089  */
1090 static bool
1091 iomap_ioend_can_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct iomap_ioend *next)
1092 {
1093         if (ioend->io_bio->bi_status != next->io_bio->bi_status)
1094                 return false;
1095         if ((ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED) ^
1096             (next->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1097                 return false;
1098         if ((ioend->io_type == IOMAP_UNWRITTEN) ^
1099             (next->io_type == IOMAP_UNWRITTEN))
1100                 return false;
1101         if (ioend->io_offset + ioend->io_size != next->io_offset)
1102                 return false;
1103         return true;
1104 }
1105
1106 void
1107 iomap_ioend_try_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct list_head *more_ioends)
1108 {
1109         struct iomap_ioend *next;
1110
1111         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1112
1113         while ((next = list_first_entry_or_null(more_ioends, struct iomap_ioend,
1114                         io_list))) {
1115                 if (!iomap_ioend_can_merge(ioend, next))
1116                         break;
1117                 list_move_tail(&next->io_list, &ioend->io_list);
1118                 ioend->io_size += next->io_size;
1119         }
1120 }
1121 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_ioend_try_merge);
1122
1123 static int
1124 iomap_ioend_compare(void *priv, const struct list_head *a,
1125                 const struct list_head *b)
1126 {
1127         struct iomap_ioend *ia = container_of(a, struct iomap_ioend, io_list);
1128         struct iomap_ioend *ib = container_of(b, struct iomap_ioend, io_list);
1129
1130         if (ia->io_offset < ib->io_offset)
1131                 return -1;
1132         if (ia->io_offset > ib->io_offset)
1133                 return 1;
1134         return 0;
1135 }
1136
1137 void
1138 iomap_sort_ioends(struct list_head *ioend_list)
1139 {
1140         list_sort(NULL, ioend_list, iomap_ioend_compare);
1141 }
1142 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_sort_ioends);
1143
1144 static void iomap_writepage_end_bio(struct bio *bio)
1145 {
1146         struct iomap_ioend *ioend = bio->bi_private;
1147
1148         iomap_finish_ioend(ioend, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Submit the final bio for an ioend.
1153  *
1154  * If @error is non-zero, it means that we have a situation where some part of
1155  * the submission process has failed after we've marked pages for writeback
1156  * and unlocked them.  In this situation, we need to fail the bio instead of
1157  * submitting it.  This typically only happens on a filesystem shutdown.
1158  */
1159 static int
1160 iomap_submit_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, struct iomap_ioend *ioend,
1161                 int error)
1162 {
1163         ioend->io_bio->bi_private = ioend;
1164         ioend->io_bio->bi_end_io = iomap_writepage_end_bio;
1165
1166         if (wpc->ops->prepare_ioend)
1167                 error = wpc->ops->prepare_ioend(ioend, error);
1168         if (error) {
1169                 /*
1170                  * If we're failing the IO now, just mark the ioend with an
1171                  * error and finish it.  This will run IO completion immediately
1172                  * as there is only one reference to the ioend at this point in
1173                  * time.
1174                  */
1175                 ioend->io_bio->bi_status = errno_to_blk_status(error);
1176                 bio_endio(ioend->io_bio);
1177                 return error;
1178         }
1179
1180         submit_bio(ioend->io_bio);
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 static struct iomap_ioend *
1185 iomap_alloc_ioend(struct inode *inode, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1186                 loff_t offset, sector_t sector, struct writeback_control *wbc)
1187 {
1188         struct iomap_ioend *ioend;
1189         struct bio *bio;
1190
1191         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_VECS, &iomap_ioend_bioset);
1192         bio_set_dev(bio, wpc->iomap.bdev);
1193         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1194         bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc);
1195         bio->bi_write_hint = inode->i_write_hint;
1196         wbc_init_bio(wbc, bio);
1197
1198         ioend = container_of(bio, struct iomap_ioend, io_inline_bio);
1199         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1200         ioend->io_type = wpc->iomap.type;
1201         ioend->io_flags = wpc->iomap.flags;
1202         ioend->io_inode = inode;
1203         ioend->io_size = 0;
1204         ioend->io_offset = offset;
1205         ioend->io_bio = bio;
1206         return ioend;
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Allocate a new bio, and chain the old bio to the new one.
1211  *
1212  * Note that we have to perform the chaining in this unintuitive order
1213  * so that the bi_private linkage is set up in the right direction for the
1214  * traversal in iomap_finish_ioend().
1215  */
1216 static struct bio *
1217 iomap_chain_bio(struct bio *prev)
1218 {
1219         struct bio *new;
1220
1221         new = bio_alloc(GFP_NOFS, BIO_MAX_VECS);
1222         bio_copy_dev(new, prev);/* also copies over blkcg information */
1223         new->bi_iter.bi_sector = bio_end_sector(prev);
1224         new->bi_opf = prev->bi_opf;
1225         new->bi_write_hint = prev->bi_write_hint;
1226
1227         bio_chain(prev, new);
1228         bio_get(prev);          /* for iomap_finish_ioend */
1229         submit_bio(prev);
1230         return new;
1231 }
1232
1233 static bool
1234 iomap_can_add_to_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, loff_t offset,
1235                 sector_t sector)
1236 {
1237         if ((wpc->iomap.flags & IOMAP_F_SHARED) !=
1238             (wpc->ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1239                 return false;
1240         if (wpc->iomap.type != wpc->ioend->io_type)
1241                 return false;
1242         if (offset != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size)
1243                 return false;
1244         if (sector != bio_end_sector(wpc->ioend->io_bio))
1245                 return false;
1246         return true;
1247 }
1248
1249 /*
1250  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
1251  * first; otherwise finish off the current ioend and start another.
1252  */
1253 static void
1254 iomap_add_to_ioend(struct inode *inode, loff_t offset, struct page *page,
1255                 struct iomap_page *iop, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1256                 struct writeback_control *wbc, struct list_head *iolist)
1257 {
1258         sector_t sector = iomap_sector(&wpc->iomap, offset);
1259         unsigned len = i_blocksize(inode);
1260         unsigned poff = offset & (PAGE_SIZE - 1);
1261
1262         if (!wpc->ioend || !iomap_can_add_to_ioend(wpc, offset, sector)) {
1263                 if (wpc->ioend)
1264                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
1265                 wpc->ioend = iomap_alloc_ioend(inode, wpc, offset, sector, wbc);
1266         }
1267
1268         if (bio_add_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff) != len) {
1269                 wpc->ioend->io_bio = iomap_chain_bio(wpc->ioend->io_bio);
1270                 __bio_add_page(wpc->ioend->io_bio, page, len, poff);
1271         }
1272
1273         if (iop)
1274                 atomic_add(len, &iop->write_bytes_pending);
1275         wpc->ioend->io_size += len;
1276         wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, len);
1277 }
1278
1279 /*
1280  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
1281  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
1282  * the forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we're
1283  * adding blocks to is cached in the writepage context, and if the new block
1284  * doesn't append to the cached ioend, it will create a new ioend and cache that
1285  * instead.
1286  *
1287  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
1288  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
1289  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
1290  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
1291  *
1292  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
1293  * writepage context that the caller will need to submit.
1294  */
1295 static int
1296 iomap_writepage_map(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1297                 struct writeback_control *wbc, struct inode *inode,
1298                 struct page *page, u64 end_offset)
1299 {
1300         struct iomap_page *iop = iomap_page_create(inode, page);
1301         struct iomap_ioend *ioend, *next;
1302         unsigned len = i_blocksize(inode);
1303         u64 file_offset; /* file offset of page */
1304         int error = 0, count = 0, i;
1305         LIST_HEAD(submit_list);
1306
1307         WARN_ON_ONCE(iop && atomic_read(&iop->write_bytes_pending) != 0);
1308
1309         /*
1310          * Walk through the page to find areas to write back. If we run off the
1311          * end of the current map or find the current map invalid, grab a new
1312          * one.
1313          */
1314         for (i = 0, file_offset = page_offset(page);
1315              i < (PAGE_SIZE >> inode->i_blkbits) && file_offset < end_offset;
1316              i++, file_offset += len) {
1317                 if (iop && !test_bit(i, iop->uptodate))
1318                         continue;
1319
1320                 error = wpc->ops->map_blocks(wpc, inode, file_offset);
1321                 if (error)
1322                         break;
1323                 if (WARN_ON_ONCE(wpc->iomap.type == IOMAP_INLINE))
1324                         continue;
1325                 if (wpc->iomap.type == IOMAP_HOLE)
1326                         continue;
1327                 iomap_add_to_ioend(inode, file_offset, page, iop, wpc, wbc,
1328                                  &submit_list);
1329                 count++;
1330         }
1331
1332         WARN_ON_ONCE(!wpc->ioend && !list_empty(&submit_list));
1333         WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
1334         WARN_ON_ONCE(PageWriteback(page));
1335         WARN_ON_ONCE(PageDirty(page));
1336
1337         /*
1338          * We cannot cancel the ioend directly here on error.  We may have
1339          * already set other pages under writeback and hence we have to run I/O
1340          * completion to mark the error state of the pages under writeback
1341          * appropriately.
1342          */
1343         if (unlikely(error)) {
1344                 /*
1345                  * Let the filesystem know what portion of the current page
1346                  * failed to map. If the page hasn't been added to ioend, it
1347                  * won't be affected by I/O completion and we must unlock it
1348                  * now.
1349                  */
1350                 if (wpc->ops->discard_page)
1351                         wpc->ops->discard_page(page, file_offset);
1352                 if (!count) {
1353                         ClearPageUptodate(page);
1354                         unlock_page(page);
1355                         goto done;
1356                 }
1357         }
1358
1359         set_page_writeback(page);
1360         unlock_page(page);
1361
1362         /*
1363          * Preserve the original error if there was one; catch
1364          * submission errors here and propagate into subsequent ioend
1365          * submissions.
1366          */
1367         list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
1368                 int error2;
1369
1370                 list_del_init(&ioend->io_list);
1371                 error2 = iomap_submit_ioend(wpc, ioend, error);
1372                 if (error2 && !error)
1373                         error = error2;
1374         }
1375
1376         /*
1377          * We can end up here with no error and nothing to write only if we race
1378          * with a partial page truncate on a sub-page block sized filesystem.
1379          */
1380         if (!count)
1381                 end_page_writeback(page);
1382 done:
1383         mapping_set_error(page->mapping, error);
1384         return error;
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Write out a dirty page.
1389  *
1390  * For delalloc space on the page, we need to allocate space and flush it.
1391  * For unwritten space on the page, we need to start the conversion to
1392  * regular allocated space.
1393  */
1394 static int
1395 iomap_do_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc, void *data)
1396 {
1397         struct iomap_writepage_ctx *wpc = data;
1398         struct inode *inode = page->mapping->host;
1399         pgoff_t end_index;
1400         u64 end_offset;
1401         loff_t offset;
1402
1403         trace_iomap_writepage(inode, page_offset(page), PAGE_SIZE);
1404
1405         /*
1406          * Refuse to write the page out if we're called from reclaim context.
1407          *
1408          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
1409          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
1410          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
1411          *
1412          * This should never happen except in the case of a VM regression so
1413          * warn about it.
1414          */
1415         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
1416                         PF_MEMALLOC))
1417                 goto redirty;
1418
1419         /*
1420          * Is this page beyond the end of the file?
1421          *
1422          * The page index is less than the end_index, adjust the end_offset
1423          * to the highest offset that this page should represent.
1424          * -----------------------------------------------------
1425          * |                    file mapping           | <EOF> |
1426          * -----------------------------------------------------
1427          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
1428          * ^--------------------------------^----------|--------
1429          * |     desired writeback range    |      see else    |
1430          * ---------------------------------^------------------|
1431          */
1432         offset = i_size_read(inode);
1433         end_index = offset >> PAGE_SHIFT;
1434         if (page->index < end_index)
1435                 end_offset = (loff_t)(page->index + 1) << PAGE_SHIFT;
1436         else {
1437                 /*
1438                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
1439                  * i_size or not.
1440                  * -------------------------------------------------------
1441                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
1442                  * -------------------------------------------------------
1443                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
1444                  * ^--------------------------------^-----------|---------
1445                  * |                                |      Straddles     |
1446                  * ---------------------------------^-----------|--------|
1447                  */
1448                 unsigned offset_into_page = offset & (PAGE_SIZE - 1);
1449
1450                 /*
1451                  * Skip the page if it's fully outside i_size, e.g. due to a
1452                  * truncate operation that's in progress. We must redirty the
1453                  * page so that reclaim stops reclaiming it. Otherwise
1454                  * iomap_vm_releasepage() is called on it and gets confused.
1455                  *
1456                  * Note that the end_index is unsigned long.  If the given
1457                  * offset is greater than 16TB on a 32-bit system then if we
1458                  * checked if the page is fully outside i_size with
1459                  * "if (page->index >= end_index + 1)", "end_index + 1" would
1460                  * overflow and evaluate to 0.  Hence this page would be
1461                  * redirtied and written out repeatedly, which would result in
1462                  * an infinite loop; the user program performing this operation
1463                  * would hang.  Instead, we can detect this situation by
1464                  * checking if the page is totally beyond i_size or if its
1465                  * offset is just equal to the EOF.
1466                  */
1467                 if (page->index > end_index ||
1468                     (page->index == end_index && offset_into_page == 0))
1469                         goto redirty;
1470
1471                 /*
1472                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
1473                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
1474                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
1475                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
1476                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
1477                  * not written out to the file."
1478                  */
1479                 zero_user_segment(page, offset_into_page, PAGE_SIZE);
1480
1481                 /* Adjust the end_offset to the end of file */
1482                 end_offset = offset;
1483         }
1484
1485         return iomap_writepage_map(wpc, wbc, inode, page, end_offset);
1486
1487 redirty:
1488         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1489         unlock_page(page);
1490         return 0;
1491 }
1492
1493 int
1494 iomap_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
1495                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1496                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1497 {
1498         int ret;
1499
1500         wpc->ops = ops;
1501         ret = iomap_do_writepage(page, wbc, wpc);
1502         if (!wpc->ioend)
1503                 return ret;
1504         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1505 }
1506 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepage);
1507
1508 int
1509 iomap_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc,
1510                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1511                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1512 {
1513         int                     ret;
1514
1515         wpc->ops = ops;
1516         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, iomap_do_writepage, wpc);
1517         if (!wpc->ioend)
1518                 return ret;
1519         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1520 }
1521 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepages);
1522
1523 static int __init iomap_init(void)
1524 {
1525         return bioset_init(&iomap_ioend_bioset, 4 * (PAGE_SIZE / SECTOR_SIZE),
1526                            offsetof(struct iomap_ioend, io_inline_bio),
1527                            BIOSET_NEED_BVECS);
1528 }
1529 fs_initcall(iomap_init);