GNU Linux-libre 5.15.99-gnu
[releases.git] / mm / filemap.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *      linux/mm/filemap.c
4  *
5  * Copyright (C) 1994-1999  Linus Torvalds
6  */
7
8 /*
9  * This file handles the generic file mmap semantics used by
10  * most "normal" filesystems (but you don't /have/ to use this:
11  * the NFS filesystem used to do this differently, for example)
12  */
13 #include <linux/export.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/dax.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/sched/signal.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/capability.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/gfp.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/mman.h>
25 #include <linux/pagemap.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/error-injection.h>
29 #include <linux/hash.h>
30 #include <linux/writeback.h>
31 #include <linux/backing-dev.h>
32 #include <linux/pagevec.h>
33 #include <linux/blkdev.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/cpuset.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/cleancache.h>
39 #include <linux/shmem_fs.h>
40 #include <linux/rmap.h>
41 #include <linux/delayacct.h>
42 #include <linux/psi.h>
43 #include <linux/ramfs.h>
44 #include <linux/page_idle.h>
45 #include <asm/pgalloc.h>
46 #include <asm/tlbflush.h>
47 #include "internal.h"
48
49 #define CREATE_TRACE_POINTS
50 #include <trace/events/filemap.h>
51
52 /*
53  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
54  */
55 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
56
57 #include <asm/mman.h>
58
59 /*
60  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
61  * though.
62  *
63  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
64  *
65  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
66  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
67  *
68  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
69  */
70
71 /*
72  * Lock ordering:
73  *
74  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
75  *    ->private_lock            (__free_pte->__set_page_dirty_buffers)
76  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
77  *        ->i_pages lock
78  *
79  *  ->i_rwsem
80  *    ->invalidate_lock         (acquired by fs in truncate path)
81  *      ->i_mmap_rwsem          (truncate->unmap_mapping_range)
82  *
83  *  ->mmap_lock
84  *    ->i_mmap_rwsem
85  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
86  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
87  *
88  *  ->mmap_lock
89  *    ->invalidate_lock         (filemap_fault)
90  *      ->lock_page             (filemap_fault, access_process_vm)
91  *
92  *  ->i_rwsem                   (generic_perform_write)
93  *    ->mmap_lock               (fault_in_readable->do_page_fault)
94  *
95  *  bdi->wb.list_lock
96  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
97  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
98  *
99  *  ->i_mmap_rwsem
100  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
101  *
102  *  ->anon_vma.lock
103  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
104  *
105  *  ->page_table_lock or pte_lock
106  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
107  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
108  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
109  *    ->lruvec->lru_lock        (follow_page->mark_page_accessed)
110  *    ->lruvec->lru_lock        (check_pte_range->isolate_lru_page)
111  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
112  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
113  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
114  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
115  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
116  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
117  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
118  *    ->private_lock            (zap_pte_range->__set_page_dirty_buffers)
119  *
120  * ->i_mmap_rwsem
121  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
122  */
123
124 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
125                                    struct page *page, void *shadow)
126 {
127         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, page->index);
128         unsigned int nr = 1;
129
130         mapping_set_update(&xas, mapping);
131
132         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
133         if (!PageHuge(page)) {
134                 xas_set_order(&xas, page->index, compound_order(page));
135                 nr = compound_nr(page);
136         }
137
138         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
139         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
140         VM_BUG_ON_PAGE(nr != 1 && shadow, page);
141
142         xas_store(&xas, shadow);
143         xas_init_marks(&xas);
144
145         page->mapping = NULL;
146         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
147         mapping->nrpages -= nr;
148 }
149
150 static void unaccount_page_cache_page(struct address_space *mapping,
151                                       struct page *page)
152 {
153         int nr;
154
155         /*
156          * if we're uptodate, flush out into the cleancache, otherwise
157          * invalidate any existing cleancache entries.  We can't leave
158          * stale data around in the cleancache once our page is gone
159          */
160         if (PageUptodate(page) && PageMappedToDisk(page))
161                 cleancache_put_page(page);
162         else
163                 cleancache_invalidate_page(mapping, page);
164
165         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
166         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
167         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(page_mapped(page))) {
168                 int mapcount;
169
170                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
171                          current->comm, page_to_pfn(page));
172                 dump_page(page, "still mapped when deleted");
173                 dump_stack();
174                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
175
176                 mapcount = page_mapcount(page);
177                 if (mapping_exiting(mapping) &&
178                     page_count(page) >= mapcount + 2) {
179                         /*
180                          * All vmas have already been torn down, so it's
181                          * a good bet that actually the page is unmapped,
182                          * and we'd prefer not to leak it: if we're wrong,
183                          * some other bad page check should catch it later.
184                          */
185                         page_mapcount_reset(page);
186                         page_ref_sub(page, mapcount);
187                 }
188         }
189
190         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
191         if (PageHuge(page))
192                 return;
193
194         nr = thp_nr_pages(page);
195
196         __mod_lruvec_page_state(page, NR_FILE_PAGES, -nr);
197         if (PageSwapBacked(page)) {
198                 __mod_lruvec_page_state(page, NR_SHMEM, -nr);
199                 if (PageTransHuge(page))
200                         __mod_lruvec_page_state(page, NR_SHMEM_THPS, -nr);
201         } else if (PageTransHuge(page)) {
202                 __mod_lruvec_page_state(page, NR_FILE_THPS, -nr);
203                 filemap_nr_thps_dec(mapping);
204         }
205
206         /*
207          * At this point page must be either written or cleaned by
208          * truncate.  Dirty page here signals a bug and loss of
209          * unwritten data.
210          *
211          * This fixes dirty accounting after removing the page entirely
212          * but leaves PageDirty set: it has no effect for truncated
213          * page and anyway will be cleared before returning page into
214          * buddy allocator.
215          */
216         if (WARN_ON_ONCE(PageDirty(page)))
217                 account_page_cleaned(page, mapping, inode_to_wb(mapping->host));
218 }
219
220 /*
221  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
222  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
223  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
224  */
225 void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow)
226 {
227         struct address_space *mapping = page->mapping;
228
229         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(page);
230
231         unaccount_page_cache_page(mapping, page);
232         page_cache_delete(mapping, page, shadow);
233 }
234
235 static void page_cache_free_page(struct address_space *mapping,
236                                 struct page *page)
237 {
238         void (*freepage)(struct page *);
239
240         freepage = mapping->a_ops->freepage;
241         if (freepage)
242                 freepage(page);
243
244         if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page)) {
245                 page_ref_sub(page, thp_nr_pages(page));
246                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) <= 0, page);
247         } else {
248                 put_page(page);
249         }
250 }
251
252 /**
253  * delete_from_page_cache - delete page from page cache
254  * @page: the page which the kernel is trying to remove from page cache
255  *
256  * This must be called only on pages that have been verified to be in the page
257  * cache and locked.  It will never put the page into the free list, the caller
258  * has a reference on the page.
259  */
260 void delete_from_page_cache(struct page *page)
261 {
262         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
263
264         BUG_ON(!PageLocked(page));
265         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
266         __delete_from_page_cache(page, NULL);
267         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
268
269         page_cache_free_page(mapping, page);
270 }
271 EXPORT_SYMBOL(delete_from_page_cache);
272
273 /*
274  * page_cache_delete_batch - delete several pages from page cache
275  * @mapping: the mapping to which pages belong
276  * @pvec: pagevec with pages to delete
277  *
278  * The function walks over mapping->i_pages and removes pages passed in @pvec
279  * from the mapping. The function expects @pvec to be sorted by page index
280  * and is optimised for it to be dense.
281  * It tolerates holes in @pvec (mapping entries at those indices are not
282  * modified). The function expects only THP head pages to be present in the
283  * @pvec.
284  *
285  * The function expects the i_pages lock to be held.
286  */
287 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
288                              struct pagevec *pvec)
289 {
290         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, pvec->pages[0]->index);
291         int total_pages = 0;
292         int i = 0;
293         struct page *page;
294
295         mapping_set_update(&xas, mapping);
296         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
297                 if (i >= pagevec_count(pvec))
298                         break;
299
300                 /* A swap/dax/shadow entry got inserted? Skip it. */
301                 if (xa_is_value(page))
302                         continue;
303                 /*
304                  * A page got inserted in our range? Skip it. We have our
305                  * pages locked so they are protected from being removed.
306                  * If we see a page whose index is higher than ours, it
307                  * means our page has been removed, which shouldn't be
308                  * possible because we're holding the PageLock.
309                  */
310                 if (page != pvec->pages[i]) {
311                         VM_BUG_ON_PAGE(page->index > pvec->pages[i]->index,
312                                         page);
313                         continue;
314                 }
315
316                 WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
317
318                 if (page->index == xas.xa_index)
319                         page->mapping = NULL;
320                 /* Leave page->index set: truncation lookup relies on it */
321
322                 /*
323                  * Move to the next page in the vector if this is a regular
324                  * page or the index is of the last sub-page of this compound
325                  * page.
326                  */
327                 if (page->index + compound_nr(page) - 1 == xas.xa_index)
328                         i++;
329                 xas_store(&xas, NULL);
330                 total_pages++;
331         }
332         mapping->nrpages -= total_pages;
333 }
334
335 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
336                                   struct pagevec *pvec)
337 {
338         int i;
339
340         if (!pagevec_count(pvec))
341                 return;
342
343         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
344         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
345                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(pvec->pages[i]);
346
347                 unaccount_page_cache_page(mapping, pvec->pages[i]);
348         }
349         page_cache_delete_batch(mapping, pvec);
350         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
351
352         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++)
353                 page_cache_free_page(mapping, pvec->pages[i]);
354 }
355
356 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
357 {
358         int ret = 0;
359         /* Check for outstanding write errors */
360         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
361             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
362                 ret = -ENOSPC;
363         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
364             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
365                 ret = -EIO;
366         return ret;
367 }
368 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
369
370 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
371 {
372         /* Check for outstanding write errors */
373         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
374                 return -EIO;
375         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
376                 return -ENOSPC;
377         return 0;
378 }
379
380 /**
381  * filemap_fdatawrite_wbc - start writeback on mapping dirty pages in range
382  * @mapping:    address space structure to write
383  * @wbc:        the writeback_control controlling the writeout
384  *
385  * Call writepages on the mapping using the provided wbc to control the
386  * writeout.
387  *
388  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
389  */
390 int filemap_fdatawrite_wbc(struct address_space *mapping,
391                            struct writeback_control *wbc)
392 {
393         int ret;
394
395         if (!mapping_can_writeback(mapping) ||
396             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
397                 return 0;
398
399         wbc_attach_fdatawrite_inode(wbc, mapping->host);
400         ret = do_writepages(mapping, wbc);
401         wbc_detach_inode(wbc);
402         return ret;
403 }
404 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_wbc);
405
406 /**
407  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
408  * @mapping:    address space structure to write
409  * @start:      offset in bytes where the range starts
410  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
411  * @sync_mode:  enable synchronous operation
412  *
413  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
414  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
415  *
416  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
417  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
418  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
419  * be waited upon, and not just skipped over.
420  *
421  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
422  */
423 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
424                                 loff_t end, int sync_mode)
425 {
426         struct writeback_control wbc = {
427                 .sync_mode = sync_mode,
428                 .nr_to_write = LONG_MAX,
429                 .range_start = start,
430                 .range_end = end,
431         };
432
433         return filemap_fdatawrite_wbc(mapping, &wbc);
434 }
435
436 static inline int __filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping,
437         int sync_mode)
438 {
439         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, 0, LLONG_MAX, sync_mode);
440 }
441
442 int filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping)
443 {
444         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_ALL);
445 }
446 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite);
447
448 int filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
449                                 loff_t end)
450 {
451         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end, WB_SYNC_ALL);
452 }
453 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_range);
454
455 /**
456  * filemap_flush - mostly a non-blocking flush
457  * @mapping:    target address_space
458  *
459  * This is a mostly non-blocking flush.  Not suitable for data-integrity
460  * purposes - I/O may not be started against all dirty pages.
461  *
462  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
463  */
464 int filemap_flush(struct address_space *mapping)
465 {
466         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_NONE);
467 }
468 EXPORT_SYMBOL(filemap_flush);
469
470 /**
471  * filemap_range_has_page - check if a page exists in range.
472  * @mapping:           address space within which to check
473  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
474  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
475  *
476  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
477  * direct writing in this range will trigger a writeback.
478  *
479  * Return: %true if at least one page exists in the specified range,
480  * %false otherwise.
481  */
482 bool filemap_range_has_page(struct address_space *mapping,
483                            loff_t start_byte, loff_t end_byte)
484 {
485         struct page *page;
486         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
487         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
488
489         if (end_byte < start_byte)
490                 return false;
491
492         rcu_read_lock();
493         for (;;) {
494                 page = xas_find(&xas, max);
495                 if (xas_retry(&xas, page))
496                         continue;
497                 /* Shadow entries don't count */
498                 if (xa_is_value(page))
499                         continue;
500                 /*
501                  * We don't need to try to pin this page; we're about to
502                  * release the RCU lock anyway.  It is enough to know that
503                  * there was a page here recently.
504                  */
505                 break;
506         }
507         rcu_read_unlock();
508
509         return page != NULL;
510 }
511 EXPORT_SYMBOL(filemap_range_has_page);
512
513 static void __filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping,
514                                      loff_t start_byte, loff_t end_byte)
515 {
516         pgoff_t index = start_byte >> PAGE_SHIFT;
517         pgoff_t end = end_byte >> PAGE_SHIFT;
518         struct pagevec pvec;
519         int nr_pages;
520
521         if (end_byte < start_byte)
522                 return;
523
524         pagevec_init(&pvec);
525         while (index <= end) {
526                 unsigned i;
527
528                 nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index,
529                                 end, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
530                 if (!nr_pages)
531                         break;
532
533                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
534                         struct page *page = pvec.pages[i];
535
536                         wait_on_page_writeback(page);
537                         ClearPageError(page);
538                 }
539                 pagevec_release(&pvec);
540                 cond_resched();
541         }
542 }
543
544 /**
545  * filemap_fdatawait_range - wait for writeback to complete
546  * @mapping:            address space structure to wait for
547  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
548  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
549  *
550  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
551  * in the given range and wait for all of them.  Check error status of
552  * the address space and return it.
553  *
554  * Since the error status of the address space is cleared by this function,
555  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
556  * reporting the error.
557  *
558  * Return: error status of the address space.
559  */
560 int filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping, loff_t start_byte,
561                             loff_t end_byte)
562 {
563         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
564         return filemap_check_errors(mapping);
565 }
566 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range);
567
568 /**
569  * filemap_fdatawait_range_keep_errors - wait for writeback to complete
570  * @mapping:            address space structure to wait for
571  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
572  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
573  *
574  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space in the
575  * given range and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait_range(),
576  * this function does not clear error status of the address space.
577  *
578  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
579  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
580  * fsfreeze(8)
581  */
582 int filemap_fdatawait_range_keep_errors(struct address_space *mapping,
583                 loff_t start_byte, loff_t end_byte)
584 {
585         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
586         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
587 }
588 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range_keep_errors);
589
590 /**
591  * file_fdatawait_range - wait for writeback to complete
592  * @file:               file pointing to address space structure to wait for
593  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
594  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
595  *
596  * Walk the list of under-writeback pages of the address space that file
597  * refers to, in the given range and wait for all of them.  Check error
598  * status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor and return it.
599  *
600  * Since the error status of the file is advanced by this function,
601  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
602  * reporting the error.
603  *
604  * Return: error status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor.
605  */
606 int file_fdatawait_range(struct file *file, loff_t start_byte, loff_t end_byte)
607 {
608         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
609
610         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
611         return file_check_and_advance_wb_err(file);
612 }
613 EXPORT_SYMBOL(file_fdatawait_range);
614
615 /**
616  * filemap_fdatawait_keep_errors - wait for writeback without clearing errors
617  * @mapping: address space structure to wait for
618  *
619  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
620  * and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait(), this function
621  * does not clear error status of the address space.
622  *
623  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
624  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
625  * fsfreeze(8)
626  *
627  * Return: error status of the address space.
628  */
629 int filemap_fdatawait_keep_errors(struct address_space *mapping)
630 {
631         __filemap_fdatawait_range(mapping, 0, LLONG_MAX);
632         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
633 }
634 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_keep_errors);
635
636 /* Returns true if writeback might be needed or already in progress. */
637 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
638 {
639         return mapping->nrpages;
640 }
641
642 /**
643  * filemap_range_needs_writeback - check if range potentially needs writeback
644  * @mapping:           address space within which to check
645  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
646  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
647  *
648  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
649  * direct writing in this range will trigger a writeback. Used by O_DIRECT
650  * read/write with IOCB_NOWAIT, to see if the caller needs to do
651  * filemap_write_and_wait_range() before proceeding.
652  *
653  * Return: %true if the caller should do filemap_write_and_wait_range() before
654  * doing O_DIRECT to a page in this range, %false otherwise.
655  */
656 bool filemap_range_needs_writeback(struct address_space *mapping,
657                                    loff_t start_byte, loff_t end_byte)
658 {
659         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
660         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
661         struct page *page;
662
663         if (!mapping_needs_writeback(mapping))
664                 return false;
665         if (!mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY) &&
666             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK))
667                 return false;
668         if (end_byte < start_byte)
669                 return false;
670
671         rcu_read_lock();
672         xas_for_each(&xas, page, max) {
673                 if (xas_retry(&xas, page))
674                         continue;
675                 if (xa_is_value(page))
676                         continue;
677                 if (PageDirty(page) || PageLocked(page) || PageWriteback(page))
678                         break;
679         }
680         rcu_read_unlock();
681         return page != NULL;
682 }
683 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_range_needs_writeback);
684
685 /**
686  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
687  * @mapping:    the address_space for the pages
688  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
689  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
690  *
691  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
692  *
693  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
694  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
695  *
696  * Return: error status of the address space.
697  */
698 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
699                                  loff_t lstart, loff_t lend)
700 {
701         int err = 0;
702
703         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
704                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
705                                                  WB_SYNC_ALL);
706                 /*
707                  * Even if the above returned error, the pages may be
708                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
709                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
710                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
711                  */
712                 if (err != -EIO) {
713                         int err2 = filemap_fdatawait_range(mapping,
714                                                 lstart, lend);
715                         if (!err)
716                                 err = err2;
717                 } else {
718                         /* Clear any previously stored errors */
719                         filemap_check_errors(mapping);
720                 }
721         } else {
722                 err = filemap_check_errors(mapping);
723         }
724         return err;
725 }
726 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
727
728 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
729 {
730         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
731
732         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
733 }
734 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
735
736 /**
737  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
738  *                                 and advance wb_err to current one
739  * @file: struct file on which the error is being reported
740  *
741  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
742  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
743  * since the file was opened if there haven't been any).
744  *
745  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
746  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
747  *
748  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
749  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
750  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
751  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
752  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
753  *
754  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
755  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
756  * the latest value swapped in for this file descriptor.
757  *
758  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
759  */
760 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
761 {
762         int err = 0;
763         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
764         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
765
766         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
767         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
768                 /* Something changed, must use slow path */
769                 spin_lock(&file->f_lock);
770                 old = file->f_wb_err;
771                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
772                                                 &file->f_wb_err);
773                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
774                 spin_unlock(&file->f_lock);
775         }
776
777         /*
778          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
779          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
780          * that the legacy code would have had on these flags.
781          */
782         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
783         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
784         return err;
785 }
786 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
787
788 /**
789  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
790  * @file:       file pointing to address_space with pages
791  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
792  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
793  *
794  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
795  *
796  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
797  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
798  *
799  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
800  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
801  *
802  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
803  */
804 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
805 {
806         int err = 0, err2;
807         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
808
809         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
810                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
811                                                  WB_SYNC_ALL);
812                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
813                 if (err != -EIO)
814                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
815         }
816         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
817         if (!err)
818                 err = err2;
819         return err;
820 }
821 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
822
823 /**
824  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
825  * @old:        page to be replaced
826  * @new:        page to replace with
827  *
828  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
829  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
830  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
831  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
832  * caller must do that.
833  *
834  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
835  */
836 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new)
837 {
838         struct address_space *mapping = old->mapping;
839         void (*freepage)(struct page *) = mapping->a_ops->freepage;
840         pgoff_t offset = old->index;
841         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
842
843         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(old), old);
844         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(new), new);
845         VM_BUG_ON_PAGE(new->mapping, new);
846
847         get_page(new);
848         new->mapping = mapping;
849         new->index = offset;
850
851         mem_cgroup_migrate(old, new);
852
853         xas_lock_irq(&xas);
854         xas_store(&xas, new);
855
856         old->mapping = NULL;
857         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
858         if (!PageHuge(old))
859                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_FILE_PAGES);
860         if (!PageHuge(new))
861                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
862         if (PageSwapBacked(old))
863                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_SHMEM);
864         if (PageSwapBacked(new))
865                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_SHMEM);
866         xas_unlock_irq(&xas);
867         if (freepage)
868                 freepage(old);
869         put_page(old);
870 }
871 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
872
873 noinline int __add_to_page_cache_locked(struct page *page,
874                                         struct address_space *mapping,
875                                         pgoff_t offset, gfp_t gfp,
876                                         void **shadowp)
877 {
878         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
879         int huge = PageHuge(page);
880         int error;
881         bool charged = false;
882
883         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
884         VM_BUG_ON_PAGE(PageSwapBacked(page), page);
885         mapping_set_update(&xas, mapping);
886
887         get_page(page);
888         page->mapping = mapping;
889         page->index = offset;
890
891         if (!huge) {
892                 error = mem_cgroup_charge(page, NULL, gfp);
893                 if (error)
894                         goto error;
895                 charged = true;
896         }
897
898         gfp &= GFP_RECLAIM_MASK;
899
900         do {
901                 unsigned int order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
902                 void *entry, *old = NULL;
903
904                 if (order > thp_order(page))
905                         xas_split_alloc(&xas, xa_load(xas.xa, xas.xa_index),
906                                         order, gfp);
907                 xas_lock_irq(&xas);
908                 xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
909                         old = entry;
910                         if (!xa_is_value(entry)) {
911                                 xas_set_err(&xas, -EEXIST);
912                                 goto unlock;
913                         }
914                 }
915
916                 if (old) {
917                         if (shadowp)
918                                 *shadowp = old;
919                         /* entry may have been split before we acquired lock */
920                         order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
921                         if (order > thp_order(page)) {
922                                 xas_split(&xas, old, order);
923                                 xas_reset(&xas);
924                         }
925                 }
926
927                 xas_store(&xas, page);
928                 if (xas_error(&xas))
929                         goto unlock;
930
931                 mapping->nrpages++;
932
933                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
934                 if (!huge)
935                         __inc_lruvec_page_state(page, NR_FILE_PAGES);
936 unlock:
937                 xas_unlock_irq(&xas);
938         } while (xas_nomem(&xas, gfp));
939
940         if (xas_error(&xas)) {
941                 error = xas_error(&xas);
942                 if (charged)
943                         mem_cgroup_uncharge(page);
944                 goto error;
945         }
946
947         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(page);
948         return 0;
949 error:
950         page->mapping = NULL;
951         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
952         put_page(page);
953         return error;
954 }
955 ALLOW_ERROR_INJECTION(__add_to_page_cache_locked, ERRNO);
956
957 /**
958  * add_to_page_cache_locked - add a locked page to the pagecache
959  * @page:       page to add
960  * @mapping:    the page's address_space
961  * @offset:     page index
962  * @gfp_mask:   page allocation mode
963  *
964  * This function is used to add a page to the pagecache. It must be locked.
965  * This function does not add the page to the LRU.  The caller must do that.
966  *
967  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
968  */
969 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
970                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
971 {
972         return __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
973                                           gfp_mask, NULL);
974 }
975 EXPORT_SYMBOL(add_to_page_cache_locked);
976
977 int add_to_page_cache_lru(struct page *page, struct address_space *mapping,
978                                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
979 {
980         void *shadow = NULL;
981         int ret;
982
983         __SetPageLocked(page);
984         ret = __add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset,
985                                          gfp_mask, &shadow);
986         if (unlikely(ret))
987                 __ClearPageLocked(page);
988         else {
989                 /*
990                  * The page might have been evicted from cache only
991                  * recently, in which case it should be activated like
992                  * any other repeatedly accessed page.
993                  * The exception is pages getting rewritten; evicting other
994                  * data from the working set, only to cache data that will
995                  * get overwritten with something else, is a waste of memory.
996                  */
997                 WARN_ON_ONCE(PageActive(page));
998                 if (!(gfp_mask & __GFP_WRITE) && shadow)
999                         workingset_refault(page, shadow);
1000                 lru_cache_add(page);
1001         }
1002         return ret;
1003 }
1004 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_to_page_cache_lru);
1005
1006 #ifdef CONFIG_NUMA
1007 struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp)
1008 {
1009         int n;
1010         struct page *page;
1011
1012         if (cpuset_do_page_mem_spread()) {
1013                 unsigned int cpuset_mems_cookie;
1014                 do {
1015                         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1016                         n = cpuset_mem_spread_node();
1017                         page = __alloc_pages_node(n, gfp, 0);
1018                 } while (!page && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1019
1020                 return page;
1021         }
1022         return alloc_pages(gfp, 0);
1023 }
1024 EXPORT_SYMBOL(__page_cache_alloc);
1025 #endif
1026
1027 /*
1028  * filemap_invalidate_lock_two - lock invalidate_lock for two mappings
1029  *
1030  * Lock exclusively invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
1031  *
1032  * @mapping1: the first mapping to lock
1033  * @mapping2: the second mapping to lock
1034  */
1035 void filemap_invalidate_lock_two(struct address_space *mapping1,
1036                                  struct address_space *mapping2)
1037 {
1038         if (mapping1 > mapping2)
1039                 swap(mapping1, mapping2);
1040         if (mapping1)
1041                 down_write(&mapping1->invalidate_lock);
1042         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1043                 down_write_nested(&mapping2->invalidate_lock, 1);
1044 }
1045 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_lock_two);
1046
1047 /*
1048  * filemap_invalidate_unlock_two - unlock invalidate_lock for two mappings
1049  *
1050  * Unlock exclusive invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
1051  *
1052  * @mapping1: the first mapping to unlock
1053  * @mapping2: the second mapping to unlock
1054  */
1055 void filemap_invalidate_unlock_two(struct address_space *mapping1,
1056                                    struct address_space *mapping2)
1057 {
1058         if (mapping1)
1059                 up_write(&mapping1->invalidate_lock);
1060         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1061                 up_write(&mapping2->invalidate_lock);
1062 }
1063 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_unlock_two);
1064
1065 /*
1066  * In order to wait for pages to become available there must be
1067  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
1068  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
1069  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
1070  * become available, and for the woken contexts to check to be
1071  * sure the appropriate page became available, this saves space
1072  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
1073  * collisions.
1074  */
1075 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
1076 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
1077 static wait_queue_head_t page_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
1078
1079 static wait_queue_head_t *page_waitqueue(struct page *page)
1080 {
1081         return &page_wait_table[hash_ptr(page, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
1082 }
1083
1084 void __init pagecache_init(void)
1085 {
1086         int i;
1087
1088         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
1089                 init_waitqueue_head(&page_wait_table[i]);
1090
1091         page_writeback_init();
1092 }
1093
1094 /*
1095  * The page wait code treats the "wait->flags" somewhat unusually, because
1096  * we have multiple different kinds of waits, not just the usual "exclusive"
1097  * one.
1098  *
1099  * We have:
1100  *
1101  *  (a) no special bits set:
1102  *
1103  *      We're just waiting for the bit to be released, and when a waker
1104  *      calls the wakeup function, we set WQ_FLAG_WOKEN and wake it up,
1105  *      and remove it from the wait queue.
1106  *
1107  *      Simple and straightforward.
1108  *
1109  *  (b) WQ_FLAG_EXCLUSIVE:
1110  *
1111  *      The waiter is waiting to get the lock, and only one waiter should
1112  *      be woken up to avoid any thundering herd behavior. We'll set the
1113  *      WQ_FLAG_WOKEN bit, wake it up, and remove it from the wait queue.
1114  *
1115  *      This is the traditional exclusive wait.
1116  *
1117  *  (c) WQ_FLAG_EXCLUSIVE | WQ_FLAG_CUSTOM:
1118  *
1119  *      The waiter is waiting to get the bit, and additionally wants the
1120  *      lock to be transferred to it for fair lock behavior. If the lock
1121  *      cannot be taken, we stop walking the wait queue without waking
1122  *      the waiter.
1123  *
1124  *      This is the "fair lock handoff" case, and in addition to setting
1125  *      WQ_FLAG_WOKEN, we set WQ_FLAG_DONE to let the waiter easily see
1126  *      that it now has the lock.
1127  */
1128 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1129 {
1130         unsigned int flags;
1131         struct wait_page_key *key = arg;
1132         struct wait_page_queue *wait_page
1133                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1134
1135         if (!wake_page_match(wait_page, key))
1136                 return 0;
1137
1138         /*
1139          * If it's a lock handoff wait, we get the bit for it, and
1140          * stop walking (and do not wake it up) if we can't.
1141          */
1142         flags = wait->flags;
1143         if (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1144                 if (test_bit(key->bit_nr, &key->page->flags))
1145                         return -1;
1146                 if (flags & WQ_FLAG_CUSTOM) {
1147                         if (test_and_set_bit(key->bit_nr, &key->page->flags))
1148                                 return -1;
1149                         flags |= WQ_FLAG_DONE;
1150                 }
1151         }
1152
1153         /*
1154          * We are holding the wait-queue lock, but the waiter that
1155          * is waiting for this will be checking the flags without
1156          * any locking.
1157          *
1158          * So update the flags atomically, and wake up the waiter
1159          * afterwards to avoid any races. This store-release pairs
1160          * with the load-acquire in wait_on_page_bit_common().
1161          */
1162         smp_store_release(&wait->flags, flags | WQ_FLAG_WOKEN);
1163         wake_up_state(wait->private, mode);
1164
1165         /*
1166          * Ok, we have successfully done what we're waiting for,
1167          * and we can unconditionally remove the wait entry.
1168          *
1169          * Note that this pairs with the "finish_wait()" in the
1170          * waiter, and has to be the absolute last thing we do.
1171          * After this list_del_init(&wait->entry) the wait entry
1172          * might be de-allocated and the process might even have
1173          * exited.
1174          */
1175         list_del_init_careful(&wait->entry);
1176         return (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) != 0;
1177 }
1178
1179 static void wake_up_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1180 {
1181         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1182         struct wait_page_key key;
1183         unsigned long flags;
1184         wait_queue_entry_t bookmark;
1185
1186         key.page = page;
1187         key.bit_nr = bit_nr;
1188         key.page_match = 0;
1189
1190         bookmark.flags = 0;
1191         bookmark.private = NULL;
1192         bookmark.func = NULL;
1193         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1194
1195         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1196         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1197
1198         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1199                 /*
1200                  * Take a breather from holding the lock,
1201                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1202                  * to acquire the lock and remove themselves
1203                  * from wait queue
1204                  */
1205                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1206                 cpu_relax();
1207                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1208                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1209         }
1210
1211         /*
1212          * It is possible for other pages to have collided on the waitqueue
1213          * hash, so in that case check for a page match. That prevents a long-
1214          * term waiter
1215          *
1216          * It is still possible to miss a case here, when we woke page waiters
1217          * and removed them from the waitqueue, but there are still other
1218          * page waiters.
1219          */
1220         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match) {
1221                 ClearPageWaiters(page);
1222                 /*
1223                  * It's possible to miss clearing Waiters here, when we woke
1224                  * our page waiters, but the hashed waitqueue has waiters for
1225                  * other pages on it.
1226                  *
1227                  * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1228                  */
1229         }
1230         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1231 }
1232
1233 static void wake_up_page(struct page *page, int bit)
1234 {
1235         if (!PageWaiters(page))
1236                 return;
1237         wake_up_page_bit(page, bit);
1238 }
1239
1240 /*
1241  * A choice of three behaviors for wait_on_page_bit_common():
1242  */
1243 enum behavior {
1244         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1245                          * __lock_page() waiting on then setting PG_locked.
1246                          */
1247         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1248                          * wait_on_page_writeback() waiting on PG_writeback.
1249                          */
1250         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1251                          * like put_and_wait_on_page_locked() on PG_locked.
1252                          */
1253 };
1254
1255 /*
1256  * Attempt to check (or get) the page bit, and mark us done
1257  * if successful.
1258  */
1259 static inline bool trylock_page_bit_common(struct page *page, int bit_nr,
1260                                         struct wait_queue_entry *wait)
1261 {
1262         if (wait->flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1263                 if (test_and_set_bit(bit_nr, &page->flags))
1264                         return false;
1265         } else if (test_bit(bit_nr, &page->flags))
1266                 return false;
1267
1268         wait->flags |= WQ_FLAG_WOKEN | WQ_FLAG_DONE;
1269         return true;
1270 }
1271
1272 /* How many times do we accept lock stealing from under a waiter? */
1273 int sysctl_page_lock_unfairness = 5;
1274
1275 static inline int wait_on_page_bit_common(wait_queue_head_t *q,
1276         struct page *page, int bit_nr, int state, enum behavior behavior)
1277 {
1278         int unfairness = sysctl_page_lock_unfairness;
1279         struct wait_page_queue wait_page;
1280         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1281         bool thrashing = false;
1282         bool delayacct = false;
1283         unsigned long pflags;
1284
1285         if (bit_nr == PG_locked &&
1286             !PageUptodate(page) && PageWorkingset(page)) {
1287                 if (!PageSwapBacked(page)) {
1288                         delayacct_thrashing_start();
1289                         delayacct = true;
1290                 }
1291                 psi_memstall_enter(&pflags);
1292                 thrashing = true;
1293         }
1294
1295         init_wait(wait);
1296         wait->func = wake_page_function;
1297         wait_page.page = page;
1298         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1299
1300 repeat:
1301         wait->flags = 0;
1302         if (behavior == EXCLUSIVE) {
1303                 wait->flags = WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
1304                 if (--unfairness < 0)
1305                         wait->flags |= WQ_FLAG_CUSTOM;
1306         }
1307
1308         /*
1309          * Do one last check whether we can get the
1310          * page bit synchronously.
1311          *
1312          * Do the SetPageWaiters() marking before that
1313          * to let any waker we _just_ missed know they
1314          * need to wake us up (otherwise they'll never
1315          * even go to the slow case that looks at the
1316          * page queue), and add ourselves to the wait
1317          * queue if we need to sleep.
1318          *
1319          * This part needs to be done under the queue
1320          * lock to avoid races.
1321          */
1322         spin_lock_irq(&q->lock);
1323         SetPageWaiters(page);
1324         if (!trylock_page_bit_common(page, bit_nr, wait))
1325                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1326         spin_unlock_irq(&q->lock);
1327
1328         /*
1329          * From now on, all the logic will be based on
1330          * the WQ_FLAG_WOKEN and WQ_FLAG_DONE flag, to
1331          * see whether the page bit testing has already
1332          * been done by the wake function.
1333          *
1334          * We can drop our reference to the page.
1335          */
1336         if (behavior == DROP)
1337                 put_page(page);
1338
1339         /*
1340          * Note that until the "finish_wait()", or until
1341          * we see the WQ_FLAG_WOKEN flag, we need to
1342          * be very careful with the 'wait->flags', because
1343          * we may race with a waker that sets them.
1344          */
1345         for (;;) {
1346                 unsigned int flags;
1347
1348                 set_current_state(state);
1349
1350                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1351                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1352                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1353                         if (signal_pending_state(state, current))
1354                                 break;
1355
1356                         io_schedule();
1357                         continue;
1358                 }
1359
1360                 /* If we were non-exclusive, we're done */
1361                 if (behavior != EXCLUSIVE)
1362                         break;
1363
1364                 /* If the waker got the lock for us, we're done */
1365                 if (flags & WQ_FLAG_DONE)
1366                         break;
1367
1368                 /*
1369                  * Otherwise, if we're getting the lock, we need to
1370                  * try to get it ourselves.
1371                  *
1372                  * And if that fails, we'll have to retry this all.
1373                  */
1374                 if (unlikely(test_and_set_bit(bit_nr, &page->flags)))
1375                         goto repeat;
1376
1377                 wait->flags |= WQ_FLAG_DONE;
1378                 break;
1379         }
1380
1381         /*
1382          * If a signal happened, this 'finish_wait()' may remove the last
1383          * waiter from the wait-queues, but the PageWaiters bit will remain
1384          * set. That's ok. The next wakeup will take care of it, and trying
1385          * to do it here would be difficult and prone to races.
1386          */
1387         finish_wait(q, wait);
1388
1389         if (thrashing) {
1390                 if (delayacct)
1391                         delayacct_thrashing_end();
1392                 psi_memstall_leave(&pflags);
1393         }
1394
1395         /*
1396          * NOTE! The wait->flags weren't stable until we've done the
1397          * 'finish_wait()', and we could have exited the loop above due
1398          * to a signal, and had a wakeup event happen after the signal
1399          * test but before the 'finish_wait()'.
1400          *
1401          * So only after the finish_wait() can we reliably determine
1402          * if we got woken up or not, so we can now figure out the final
1403          * return value based on that state without races.
1404          *
1405          * Also note that WQ_FLAG_WOKEN is sufficient for a non-exclusive
1406          * waiter, but an exclusive one requires WQ_FLAG_DONE.
1407          */
1408         if (behavior == EXCLUSIVE)
1409                 return wait->flags & WQ_FLAG_DONE ? 0 : -EINTR;
1410
1411         return wait->flags & WQ_FLAG_WOKEN ? 0 : -EINTR;
1412 }
1413
1414 void wait_on_page_bit(struct page *page, int bit_nr)
1415 {
1416         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1417         wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1418 }
1419 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit);
1420
1421 int wait_on_page_bit_killable(struct page *page, int bit_nr)
1422 {
1423         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1424         return wait_on_page_bit_common(q, page, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1425 }
1426 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_bit_killable);
1427
1428 /**
1429  * put_and_wait_on_page_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1430  * @page: The page to wait for.
1431  * @state: The sleep state (TASK_KILLABLE, TASK_UNINTERRUPTIBLE, etc).
1432  *
1433  * The caller should hold a reference on @page.  They expect the page to
1434  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1435  * (for example) by holding the reference while waiting for the page to
1436  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1437  * dereference @page.
1438  *
1439  * Return: 0 if the page was unlocked or -EINTR if interrupted by a signal.
1440  */
1441 int put_and_wait_on_page_locked(struct page *page, int state)
1442 {
1443         wait_queue_head_t *q;
1444
1445         page = compound_head(page);
1446         q = page_waitqueue(page);
1447         return wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, state, DROP);
1448 }
1449
1450 /**
1451  * add_page_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
1452  * @page: Page defining the wait queue of interest
1453  * @waiter: Waiter to add to the queue
1454  *
1455  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @page.
1456  */
1457 void add_page_wait_queue(struct page *page, wait_queue_entry_t *waiter)
1458 {
1459         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1460         unsigned long flags;
1461
1462         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1463         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1464         SetPageWaiters(page);
1465         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1466 }
1467 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_page_wait_queue);
1468
1469 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1470
1471 /*
1472  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1473  *
1474  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1475  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1476  * not support that special operation, we just do this all by hand
1477  * instead.
1478  *
1479  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1480  * being cleared, but a memory barrier should be unnecessary since it is
1481  * in the same byte as PG_locked.
1482  */
1483 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1484 {
1485         clear_bit_unlock(nr, mem);
1486         /* smp_mb__after_atomic(); */
1487         return test_bit(PG_waiters, mem);
1488 }
1489
1490 #endif
1491
1492 /**
1493  * unlock_page - unlock a locked page
1494  * @page: the page
1495  *
1496  * Unlocks the page and wakes up sleepers in wait_on_page_locked().
1497  * Also wakes sleepers in wait_on_page_writeback() because the wakeup
1498  * mechanism between PageLocked pages and PageWriteback pages is shared.
1499  * But that's OK - sleepers in wait_on_page_writeback() just go back to sleep.
1500  *
1501  * Note that this depends on PG_waiters being the sign bit in the byte
1502  * that contains PG_locked - thus the BUILD_BUG_ON(). That allows us to
1503  * clear the PG_locked bit and test PG_waiters at the same time fairly
1504  * portably (architectures that do LL/SC can test any bit, while x86 can
1505  * test the sign bit).
1506  */
1507 void unlock_page(struct page *page)
1508 {
1509         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1510         page = compound_head(page);
1511         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1512         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, &page->flags))
1513                 wake_up_page_bit(page, PG_locked);
1514 }
1515 EXPORT_SYMBOL(unlock_page);
1516
1517 /**
1518  * end_page_private_2 - Clear PG_private_2 and release any waiters
1519  * @page: The page
1520  *
1521  * Clear the PG_private_2 bit on a page and wake up any sleepers waiting for
1522  * this.  The page ref held for PG_private_2 being set is released.
1523  *
1524  * This is, for example, used when a netfs page is being written to a local
1525  * disk cache, thereby allowing writes to the cache for the same page to be
1526  * serialised.
1527  */
1528 void end_page_private_2(struct page *page)
1529 {
1530         page = compound_head(page);
1531         VM_BUG_ON_PAGE(!PagePrivate2(page), page);
1532         clear_bit_unlock(PG_private_2, &page->flags);
1533         wake_up_page_bit(page, PG_private_2);
1534         put_page(page);
1535 }
1536 EXPORT_SYMBOL(end_page_private_2);
1537
1538 /**
1539  * wait_on_page_private_2 - Wait for PG_private_2 to be cleared on a page
1540  * @page: The page to wait on
1541  *
1542  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a page.
1543  */
1544 void wait_on_page_private_2(struct page *page)
1545 {
1546         page = compound_head(page);
1547         while (PagePrivate2(page))
1548                 wait_on_page_bit(page, PG_private_2);
1549 }
1550 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_private_2);
1551
1552 /**
1553  * wait_on_page_private_2_killable - Wait for PG_private_2 to be cleared on a page
1554  * @page: The page to wait on
1555  *
1556  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a page or until a
1557  * fatal signal is received by the calling task.
1558  *
1559  * Return:
1560  * - 0 if successful.
1561  * - -EINTR if a fatal signal was encountered.
1562  */
1563 int wait_on_page_private_2_killable(struct page *page)
1564 {
1565         int ret = 0;
1566
1567         page = compound_head(page);
1568         while (PagePrivate2(page)) {
1569                 ret = wait_on_page_bit_killable(page, PG_private_2);
1570                 if (ret < 0)
1571                         break;
1572         }
1573
1574         return ret;
1575 }
1576 EXPORT_SYMBOL(wait_on_page_private_2_killable);
1577
1578 /**
1579  * end_page_writeback - end writeback against a page
1580  * @page: the page
1581  */
1582 void end_page_writeback(struct page *page)
1583 {
1584         /*
1585          * TestClearPageReclaim could be used here but it is an atomic
1586          * operation and overkill in this particular case. Failing to
1587          * shuffle a page marked for immediate reclaim is too mild to
1588          * justify taking an atomic operation penalty at the end of
1589          * ever page writeback.
1590          */
1591         if (PageReclaim(page)) {
1592                 ClearPageReclaim(page);
1593                 rotate_reclaimable_page(page);
1594         }
1595
1596         /*
1597          * Writeback does not hold a page reference of its own, relying
1598          * on truncation to wait for the clearing of PG_writeback.
1599          * But here we must make sure that the page is not freed and
1600          * reused before the wake_up_page().
1601          */
1602         get_page(page);
1603         if (!test_clear_page_writeback(page))
1604                 BUG();
1605
1606         smp_mb__after_atomic();
1607         wake_up_page(page, PG_writeback);
1608         put_page(page);
1609 }
1610 EXPORT_SYMBOL(end_page_writeback);
1611
1612 /*
1613  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1614  * flags appropriately
1615  */
1616 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1617 {
1618         if (!is_write) {
1619                 if (!err) {
1620                         SetPageUptodate(page);
1621                 } else {
1622                         ClearPageUptodate(page);
1623                         SetPageError(page);
1624                 }
1625                 unlock_page(page);
1626         } else {
1627                 if (err) {
1628                         struct address_space *mapping;
1629
1630                         SetPageError(page);
1631                         mapping = page_mapping(page);
1632                         if (mapping)
1633                                 mapping_set_error(mapping, err);
1634                 }
1635                 end_page_writeback(page);
1636         }
1637 }
1638 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1639
1640 /**
1641  * __lock_page - get a lock on the page, assuming we need to sleep to get it
1642  * @__page: the page to lock
1643  */
1644 void __lock_page(struct page *__page)
1645 {
1646         struct page *page = compound_head(__page);
1647         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1648         wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1649                                 EXCLUSIVE);
1650 }
1651 EXPORT_SYMBOL(__lock_page);
1652
1653 int __lock_page_killable(struct page *__page)
1654 {
1655         struct page *page = compound_head(__page);
1656         wait_queue_head_t *q = page_waitqueue(page);
1657         return wait_on_page_bit_common(q, page, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1658                                         EXCLUSIVE);
1659 }
1660 EXPORT_SYMBOL_GPL(__lock_page_killable);
1661
1662 int __lock_page_async(struct page *page, struct wait_page_queue *wait)
1663 {
1664         struct wait_queue_head *q = page_waitqueue(page);
1665         int ret = 0;
1666
1667         wait->page = page;
1668         wait->bit_nr = PG_locked;
1669
1670         spin_lock_irq(&q->lock);
1671         __add_wait_queue_entry_tail(q, &wait->wait);
1672         SetPageWaiters(page);
1673         ret = !trylock_page(page);
1674         /*
1675          * If we were successful now, we know we're still on the
1676          * waitqueue as we're still under the lock. This means it's
1677          * safe to remove and return success, we know the callback
1678          * isn't going to trigger.
1679          */
1680         if (!ret)
1681                 __remove_wait_queue(q, &wait->wait);
1682         else
1683                 ret = -EIOCBQUEUED;
1684         spin_unlock_irq(&q->lock);
1685         return ret;
1686 }
1687
1688 /*
1689  * Return values:
1690  * 1 - page is locked; mmap_lock is still held.
1691  * 0 - page is not locked.
1692  *     mmap_lock has been released (mmap_read_unlock(), unless flags had both
1693  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1694  *     which case mmap_lock is still held.
1695  *
1696  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return 1
1697  * with the page locked and the mmap_lock unperturbed.
1698  */
1699 int __lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
1700                          unsigned int flags)
1701 {
1702         if (fault_flag_allow_retry_first(flags)) {
1703                 /*
1704                  * CAUTION! In this case, mmap_lock is not released
1705                  * even though return 0.
1706                  */
1707                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1708                         return 0;
1709
1710                 mmap_read_unlock(mm);
1711                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1712                         wait_on_page_locked_killable(page);
1713                 else
1714                         wait_on_page_locked(page);
1715                 return 0;
1716         }
1717         if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1718                 int ret;
1719
1720                 ret = __lock_page_killable(page);
1721                 if (ret) {
1722                         mmap_read_unlock(mm);
1723                         return 0;
1724                 }
1725         } else {
1726                 __lock_page(page);
1727         }
1728         return 1;
1729
1730 }
1731
1732 /**
1733  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1734  * @mapping: Mapping.
1735  * @index: Index.
1736  * @max_scan: Maximum range to search.
1737  *
1738  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1739  * gap with the lowest index.
1740  *
1741  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1742  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1743  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1744  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1745  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1746  *
1747  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1748  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1749  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1750  */
1751 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1752                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1753 {
1754         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1755
1756         while (max_scan--) {
1757                 void *entry = xas_next(&xas);
1758                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1759                         break;
1760                 if (xas.xa_index == 0)
1761                         break;
1762         }
1763
1764         return xas.xa_index;
1765 }
1766 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1767
1768 /**
1769  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1770  * @mapping: Mapping.
1771  * @index: Index.
1772  * @max_scan: Maximum range to search.
1773  *
1774  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1775  * gap with the highest index.
1776  *
1777  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1778  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1779  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1780  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1781  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1782  *
1783  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1784  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1785  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1786  */
1787 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1788                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1789 {
1790         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1791
1792         while (max_scan--) {
1793                 void *entry = xas_prev(&xas);
1794                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1795                         break;
1796                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1797                         break;
1798         }
1799
1800         return xas.xa_index;
1801 }
1802 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1803
1804 /*
1805  * mapping_get_entry - Get a page cache entry.
1806  * @mapping: the address_space to search
1807  * @index: The page cache index.
1808  *
1809  * Looks up the page cache slot at @mapping & @index.  If there is a
1810  * page cache page, the head page is returned with an increased refcount.
1811  *
1812  * If the slot holds a shadow entry of a previously evicted page, or a
1813  * swap entry from shmem/tmpfs, it is returned.
1814  *
1815  * Return: The head page or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1816  */
1817 static struct page *mapping_get_entry(struct address_space *mapping,
1818                 pgoff_t index)
1819 {
1820         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1821         struct page *page;
1822
1823         rcu_read_lock();
1824 repeat:
1825         xas_reset(&xas);
1826         page = xas_load(&xas);
1827         if (xas_retry(&xas, page))
1828                 goto repeat;
1829         /*
1830          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1831          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1832          */
1833         if (!page || xa_is_value(page))
1834                 goto out;
1835
1836         if (!page_cache_get_speculative(page))
1837                 goto repeat;
1838
1839         /*
1840          * Has the page moved or been split?
1841          * This is part of the lockless pagecache protocol. See
1842          * include/linux/pagemap.h for details.
1843          */
1844         if (unlikely(page != xas_reload(&xas))) {
1845                 put_page(page);
1846                 goto repeat;
1847         }
1848 out:
1849         rcu_read_unlock();
1850
1851         return page;
1852 }
1853
1854 /**
1855  * pagecache_get_page - Find and get a reference to a page.
1856  * @mapping: The address_space to search.
1857  * @index: The page index.
1858  * @fgp_flags: %FGP flags modify how the page is returned.
1859  * @gfp_mask: Memory allocation flags to use if %FGP_CREAT is specified.
1860  *
1861  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.
1862  *
1863  * @fgp_flags can be zero or more of these flags:
1864  *
1865  * * %FGP_ACCESSED - The page will be marked accessed.
1866  * * %FGP_LOCK - The page is returned locked.
1867  * * %FGP_HEAD - If the page is present and a THP, return the head page
1868  *   rather than the exact page specified by the index.
1869  * * %FGP_ENTRY - If there is a shadow / swap / DAX entry, return it
1870  *   instead of allocating a new page to replace it.
1871  * * %FGP_CREAT - If no page is present then a new page is allocated using
1872  *   @gfp_mask and added to the page cache and the VM's LRU list.
1873  *   The page is returned locked and with an increased refcount.
1874  * * %FGP_FOR_MMAP - The caller wants to do its own locking dance if the
1875  *   page is already in cache.  If the page was allocated, unlock it before
1876  *   returning so the caller can do the same dance.
1877  * * %FGP_WRITE - The page will be written
1878  * * %FGP_NOFS - __GFP_FS will get cleared in gfp mask
1879  * * %FGP_NOWAIT - Don't get blocked by page lock
1880  *
1881  * If %FGP_LOCK or %FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1882  * if the %GFP flags specified for %FGP_CREAT are atomic.
1883  *
1884  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1885  *
1886  * Return: The found page or %NULL otherwise.
1887  */
1888 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1889                 int fgp_flags, gfp_t gfp_mask)
1890 {
1891         struct page *page;
1892
1893 repeat:
1894         page = mapping_get_entry(mapping, index);
1895         if (xa_is_value(page)) {
1896                 if (fgp_flags & FGP_ENTRY)
1897                         return page;
1898                 page = NULL;
1899         }
1900         if (!page)
1901                 goto no_page;
1902
1903         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1904                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1905                         if (!trylock_page(page)) {
1906                                 put_page(page);
1907                                 return NULL;
1908                         }
1909                 } else {
1910                         lock_page(page);
1911                 }
1912
1913                 /* Has the page been truncated? */
1914                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
1915                         unlock_page(page);
1916                         put_page(page);
1917                         goto repeat;
1918                 }
1919                 VM_BUG_ON_PAGE(!thp_contains(page, index), page);
1920         }
1921
1922         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1923                 mark_page_accessed(page);
1924         else if (fgp_flags & FGP_WRITE) {
1925                 /* Clear idle flag for buffer write */
1926                 if (page_is_idle(page))
1927                         clear_page_idle(page);
1928         }
1929         if (!(fgp_flags & FGP_HEAD))
1930                 page = find_subpage(page, index);
1931
1932 no_page:
1933         if (!page && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1934                 int err;
1935                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_can_writeback(mapping))
1936                         gfp_mask |= __GFP_WRITE;
1937                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1938                         gfp_mask &= ~__GFP_FS;
1939
1940                 page = __page_cache_alloc(gfp_mask);
1941                 if (!page)
1942                         return NULL;
1943
1944                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1945                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1946
1947                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
1948                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1949                         __SetPageReferenced(page);
1950
1951                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp_mask);
1952                 if (unlikely(err)) {
1953                         put_page(page);
1954                         page = NULL;
1955                         if (err == -EEXIST)
1956                                 goto repeat;
1957                 }
1958
1959                 /*
1960                  * add_to_page_cache_lru locks the page, and for mmap we expect
1961                  * an unlocked page.
1962                  */
1963                 if (page && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
1964                         unlock_page(page);
1965         }
1966
1967         return page;
1968 }
1969 EXPORT_SYMBOL(pagecache_get_page);
1970
1971 static inline struct page *find_get_entry(struct xa_state *xas, pgoff_t max,
1972                 xa_mark_t mark)
1973 {
1974         struct page *page;
1975
1976 retry:
1977         if (mark == XA_PRESENT)
1978                 page = xas_find(xas, max);
1979         else
1980                 page = xas_find_marked(xas, max, mark);
1981
1982         if (xas_retry(xas, page))
1983                 goto retry;
1984         /*
1985          * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
1986          * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
1987          * without attempting to raise page count.
1988          */
1989         if (!page || xa_is_value(page))
1990                 return page;
1991
1992         if (!page_cache_get_speculative(page))
1993                 goto reset;
1994
1995         /* Has the page moved or been split? */
1996         if (unlikely(page != xas_reload(xas))) {
1997                 put_page(page);
1998                 goto reset;
1999         }
2000
2001         return page;
2002 reset:
2003         xas_reset(xas);
2004         goto retry;
2005 }
2006
2007 /**
2008  * find_get_entries - gang pagecache lookup
2009  * @mapping:    The address_space to search
2010  * @start:      The starting page cache index
2011  * @end:        The final page index (inclusive).
2012  * @pvec:       Where the resulting entries are placed.
2013  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
2014  *
2015  * find_get_entries() will search for and return a batch of entries in
2016  * the mapping.  The entries are placed in @pvec.  find_get_entries()
2017  * takes a reference on any actual pages it returns.
2018  *
2019  * The search returns a group of mapping-contiguous page cache entries
2020  * with ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
2021  * not-present pages.
2022  *
2023  * Any shadow entries of evicted pages, or swap entries from
2024  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
2025  *
2026  * If it finds a Transparent Huge Page, head or tail, find_get_entries()
2027  * stops at that page: the caller is likely to have a better way to handle
2028  * the compound page as a whole, and then skip its extent, than repeatedly
2029  * calling find_get_entries() to return all its tails.
2030  *
2031  * Return: the number of pages and shadow entries which were found.
2032  */
2033 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2034                 pgoff_t end, struct pagevec *pvec, pgoff_t *indices)
2035 {
2036         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2037         struct page *page;
2038         unsigned int ret = 0;
2039         unsigned nr_entries = PAGEVEC_SIZE;
2040
2041         rcu_read_lock();
2042         while ((page = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2043                 /*
2044                  * Terminate early on finding a THP, to allow the caller to
2045                  * handle it all at once; but continue if this is hugetlbfs.
2046                  */
2047                 if (!xa_is_value(page) && PageTransHuge(page) &&
2048                                 !PageHuge(page)) {
2049                         page = find_subpage(page, xas.xa_index);
2050                         nr_entries = ret + 1;
2051                 }
2052
2053                 indices[ret] = xas.xa_index;
2054                 pvec->pages[ret] = page;
2055                 if (++ret == nr_entries)
2056                         break;
2057         }
2058         rcu_read_unlock();
2059
2060         pvec->nr = ret;
2061         return ret;
2062 }
2063
2064 /**
2065  * find_lock_entries - Find a batch of pagecache entries.
2066  * @mapping:    The address_space to search.
2067  * @start:      The starting page cache index.
2068  * @end:        The final page index (inclusive).
2069  * @pvec:       Where the resulting entries are placed.
2070  * @indices:    The cache indices of the entries in @pvec.
2071  *
2072  * find_lock_entries() will return a batch of entries from @mapping.
2073  * Swap, shadow and DAX entries are included.  Pages are returned
2074  * locked and with an incremented refcount.  Pages which are locked by
2075  * somebody else or under writeback are skipped.  Only the head page of
2076  * a THP is returned.  Pages which are partially outside the range are
2077  * not returned.
2078  *
2079  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2080  * due to not-present entries, THP pages, pages which could not be locked
2081  * or pages under writeback.
2082  *
2083  * Return: The number of entries which were found.
2084  */
2085 unsigned find_lock_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2086                 pgoff_t end, struct pagevec *pvec, pgoff_t *indices)
2087 {
2088         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2089         struct page *page;
2090
2091         rcu_read_lock();
2092         while ((page = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2093                 unsigned long next_idx = xas.xa_index + 1;
2094
2095                 if (!xa_is_value(page)) {
2096                         if (PageTransHuge(page))
2097                                 next_idx = page->index + thp_nr_pages(page);
2098                         if (page->index < start)
2099                                 goto put;
2100                         if (page->index + thp_nr_pages(page) - 1 > end)
2101                                 goto put;
2102                         if (!trylock_page(page))
2103                                 goto put;
2104                         if (page->mapping != mapping || PageWriteback(page))
2105                                 goto unlock;
2106                         VM_BUG_ON_PAGE(!thp_contains(page, xas.xa_index),
2107                                         page);
2108                 }
2109                 indices[pvec->nr] = xas.xa_index;
2110                 if (!pagevec_add(pvec, page))
2111                         break;
2112                 goto next;
2113 unlock:
2114                 unlock_page(page);
2115 put:
2116                 put_page(page);
2117 next:
2118                 if (next_idx != xas.xa_index + 1) {
2119                         /* Final THP may cross MAX_LFS_FILESIZE on 32-bit */
2120                         if (next_idx < xas.xa_index)
2121                                 break;
2122                         xas_set(&xas, next_idx);
2123                 }
2124         }
2125         rcu_read_unlock();
2126
2127         return pagevec_count(pvec);
2128 }
2129
2130 /**
2131  * find_get_pages_range - gang pagecache lookup
2132  * @mapping:    The address_space to search
2133  * @start:      The starting page index
2134  * @end:        The final page index (inclusive)
2135  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2136  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2137  *
2138  * find_get_pages_range() will search for and return a group of up to @nr_pages
2139  * pages in the mapping starting at index @start and up to index @end
2140  * (inclusive).  The pages are placed at @pages.  find_get_pages_range() takes
2141  * a reference against the returned pages.
2142  *
2143  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
2144  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
2145  * We also update @start to index the next page for the traversal.
2146  *
2147  * Return: the number of pages which were found. If this number is
2148  * smaller than @nr_pages, the end of specified range has been
2149  * reached.
2150  */
2151 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
2152                               pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
2153                               struct page **pages)
2154 {
2155         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
2156         struct page *page;
2157         unsigned ret = 0;
2158
2159         if (unlikely(!nr_pages))
2160                 return 0;
2161
2162         rcu_read_lock();
2163         while ((page = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2164                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
2165                 if (xa_is_value(page))
2166                         continue;
2167
2168                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
2169                 if (++ret == nr_pages) {
2170                         *start = xas.xa_index + 1;
2171                         goto out;
2172                 }
2173         }
2174
2175         /*
2176          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
2177          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
2178          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
2179          * already broken anyway.
2180          */
2181         if (end == (pgoff_t)-1)
2182                 *start = (pgoff_t)-1;
2183         else
2184                 *start = end + 1;
2185 out:
2186         rcu_read_unlock();
2187
2188         return ret;
2189 }
2190
2191 /**
2192  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
2193  * @mapping:    The address_space to search
2194  * @index:      The starting page index
2195  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2196  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2197  *
2198  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages(), except
2199  * that the returned number of pages are guaranteed to be contiguous.
2200  *
2201  * Return: the number of pages which were found.
2202  */
2203 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2204                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
2205 {
2206         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2207         struct page *page;
2208         unsigned int ret = 0;
2209
2210         if (unlikely(!nr_pages))
2211                 return 0;
2212
2213         rcu_read_lock();
2214         for (page = xas_load(&xas); page; page = xas_next(&xas)) {
2215                 if (xas_retry(&xas, page))
2216                         continue;
2217                 /*
2218                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
2219                  * No current caller is looking for DAX entries.
2220                  */
2221                 if (xa_is_value(page))
2222                         break;
2223
2224                 if (!page_cache_get_speculative(page))
2225                         goto retry;
2226
2227                 /* Has the page moved or been split? */
2228                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
2229                         goto put_page;
2230
2231                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
2232                 if (++ret == nr_pages)
2233                         break;
2234                 continue;
2235 put_page:
2236                 put_page(page);
2237 retry:
2238                 xas_reset(&xas);
2239         }
2240         rcu_read_unlock();
2241         return ret;
2242 }
2243 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
2244
2245 /**
2246  * find_get_pages_range_tag - Find and return head pages matching @tag.
2247  * @mapping:    the address_space to search
2248  * @index:      the starting page index
2249  * @end:        The final page index (inclusive)
2250  * @tag:        the tag index
2251  * @nr_pages:   the maximum number of pages
2252  * @pages:      where the resulting pages are placed
2253  *
2254  * Like find_get_pages(), except we only return head pages which are tagged
2255  * with @tag.  @index is updated to the index immediately after the last
2256  * page we return, ready for the next iteration.
2257  *
2258  * Return: the number of pages which were found.
2259  */
2260 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
2261                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
2262                         struct page **pages)
2263 {
2264         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
2265         struct page *page;
2266         unsigned ret = 0;
2267
2268         if (unlikely(!nr_pages))
2269                 return 0;
2270
2271         rcu_read_lock();
2272         while ((page = find_get_entry(&xas, end, tag))) {
2273                 /*
2274                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
2275                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
2276                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
2277                  */
2278                 if (xa_is_value(page))
2279                         continue;
2280
2281                 pages[ret] = page;
2282                 if (++ret == nr_pages) {
2283                         *index = page->index + thp_nr_pages(page);
2284                         goto out;
2285                 }
2286         }
2287
2288         /*
2289          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
2290          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
2291          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
2292          * broken anyway.
2293          */
2294         if (end == (pgoff_t)-1)
2295                 *index = (pgoff_t)-1;
2296         else
2297                 *index = end + 1;
2298 out:
2299         rcu_read_unlock();
2300
2301         return ret;
2302 }
2303 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
2304
2305 /*
2306  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
2307  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
2308  *
2309  *      ---R__________________________________________B__________
2310  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
2311  *
2312  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
2313  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
2314  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
2315  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
2316  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2317  *
2318  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2319  */
2320 static void shrink_readahead_size_eio(struct file_ra_state *ra)
2321 {
2322         ra->ra_pages /= 4;
2323 }
2324
2325 /*
2326  * filemap_get_read_batch - Get a batch of pages for read
2327  *
2328  * Get a batch of pages which represent a contiguous range of bytes
2329  * in the file.  No tail pages will be returned.  If @index is in the
2330  * middle of a THP, the entire THP will be returned.  The last page in
2331  * the batch may have Readahead set or be not Uptodate so that the
2332  * caller can take the appropriate action.
2333  */
2334 static void filemap_get_read_batch(struct address_space *mapping,
2335                 pgoff_t index, pgoff_t max, struct pagevec *pvec)
2336 {
2337         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2338         struct page *head;
2339
2340         rcu_read_lock();
2341         for (head = xas_load(&xas); head; head = xas_next(&xas)) {
2342                 if (xas_retry(&xas, head))
2343                         continue;
2344                 if (xas.xa_index > max || xa_is_value(head))
2345                         break;
2346                 if (!page_cache_get_speculative(head))
2347                         goto retry;
2348
2349                 /* Has the page moved or been split? */
2350                 if (unlikely(head != xas_reload(&xas)))
2351                         goto put_page;
2352
2353                 if (!pagevec_add(pvec, head))
2354                         break;
2355                 if (!PageUptodate(head))
2356                         break;
2357                 if (PageReadahead(head))
2358                         break;
2359                 if (PageHead(head)) {
2360                         xas_set(&xas, head->index + thp_nr_pages(head));
2361                         /* Handle wrap correctly */
2362                         if (xas.xa_index - 1 >= max)
2363                                 break;
2364                 }
2365                 continue;
2366 put_page:
2367                 put_page(head);
2368 retry:
2369                 xas_reset(&xas);
2370         }
2371         rcu_read_unlock();
2372 }
2373
2374 static int filemap_read_page(struct file *file, struct address_space *mapping,
2375                 struct page *page)
2376 {
2377         int error;
2378
2379         /*
2380          * A previous I/O error may have been due to temporary failures,
2381          * eg. multipath errors.  PG_error will be set again if readpage
2382          * fails.
2383          */
2384         ClearPageError(page);
2385         /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2386         error = mapping->a_ops->readpage(file, page);
2387         if (error)
2388                 return error;
2389
2390         error = wait_on_page_locked_killable(page);
2391         if (error)
2392                 return error;
2393         if (PageUptodate(page))
2394                 return 0;
2395         shrink_readahead_size_eio(&file->f_ra);
2396         return -EIO;
2397 }
2398
2399 static bool filemap_range_uptodate(struct address_space *mapping,
2400                 loff_t pos, struct iov_iter *iter, struct page *page)
2401 {
2402         int count;
2403
2404         if (PageUptodate(page))
2405                 return true;
2406         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2407         if (iov_iter_is_pipe(iter))
2408                 return false;
2409         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2410                 return false;
2411         if (mapping->host->i_blkbits >= (PAGE_SHIFT + thp_order(page)))
2412                 return false;
2413
2414         count = iter->count;
2415         if (page_offset(page) > pos) {
2416                 count -= page_offset(page) - pos;
2417                 pos = 0;
2418         } else {
2419                 pos -= page_offset(page);
2420         }
2421
2422         return mapping->a_ops->is_partially_uptodate(page, pos, count);
2423 }
2424
2425 static int filemap_update_page(struct kiocb *iocb,
2426                 struct address_space *mapping, struct iov_iter *iter,
2427                 struct page *page)
2428 {
2429         int error;
2430
2431         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2432                 if (!filemap_invalidate_trylock_shared(mapping))
2433                         return -EAGAIN;
2434         } else {
2435                 filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2436         }
2437
2438         if (!trylock_page(page)) {
2439                 error = -EAGAIN;
2440                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_NOIO))
2441                         goto unlock_mapping;
2442                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ)) {
2443                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2444                         put_and_wait_on_page_locked(page, TASK_KILLABLE);
2445                         return AOP_TRUNCATED_PAGE;
2446                 }
2447                 error = __lock_page_async(page, iocb->ki_waitq);
2448                 if (error)
2449                         goto unlock_mapping;
2450         }
2451
2452         error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2453         if (!page->mapping)
2454                 goto unlock;
2455
2456         error = 0;
2457         if (filemap_range_uptodate(mapping, iocb->ki_pos, iter, page))
2458                 goto unlock;
2459
2460         error = -EAGAIN;
2461         if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOIO | IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2462                 goto unlock;
2463
2464         error = filemap_read_page(iocb->ki_filp, mapping, page);
2465         goto unlock_mapping;
2466 unlock:
2467         unlock_page(page);
2468 unlock_mapping:
2469         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2470         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2471                 put_page(page);
2472         return error;
2473 }
2474
2475 static int filemap_create_page(struct file *file,
2476                 struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2477                 struct pagevec *pvec)
2478 {
2479         struct page *page;
2480         int error;
2481
2482         page = page_cache_alloc(mapping);
2483         if (!page)
2484                 return -ENOMEM;
2485
2486         /*
2487          * Protect against truncate / hole punch. Grabbing invalidate_lock here
2488          * assures we cannot instantiate and bring uptodate new pagecache pages
2489          * after evicting page cache during truncate and before actually
2490          * freeing blocks.  Note that we could release invalidate_lock after
2491          * inserting the page into page cache as the locked page would then be
2492          * enough to synchronize with hole punching. But there are code paths
2493          * such as filemap_update_page() filling in partially uptodate pages or
2494          * ->readpages() that need to hold invalidate_lock while mapping blocks
2495          * for IO so let's hold the lock here as well to keep locking rules
2496          * simple.
2497          */
2498         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2499         error = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index,
2500                         mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2501         if (error == -EEXIST)
2502                 error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2503         if (error)
2504                 goto error;
2505
2506         error = filemap_read_page(file, mapping, page);
2507         if (error)
2508                 goto error;
2509
2510         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2511         pagevec_add(pvec, page);
2512         return 0;
2513 error:
2514         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2515         put_page(page);
2516         return error;
2517 }
2518
2519 static int filemap_readahead(struct kiocb *iocb, struct file *file,
2520                 struct address_space *mapping, struct page *page,
2521                 pgoff_t last_index)
2522 {
2523         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2524                 return -EAGAIN;
2525         page_cache_async_readahead(mapping, &file->f_ra, file, page,
2526                         page->index, last_index - page->index);
2527         return 0;
2528 }
2529
2530 static int filemap_get_pages(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2531                 struct pagevec *pvec)
2532 {
2533         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2534         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2535         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2536         pgoff_t index = iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT;
2537         pgoff_t last_index;
2538         struct page *page;
2539         int err = 0;
2540
2541         /* "last_index" is the index of the page beyond the end of the read */
2542         last_index = DIV_ROUND_UP(iocb->ki_pos + iter->count, PAGE_SIZE);
2543 retry:
2544         if (fatal_signal_pending(current))
2545                 return -EINTR;
2546
2547         filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index - 1, pvec);
2548         if (!pagevec_count(pvec)) {
2549                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2550                         return -EAGAIN;
2551                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, filp, index,
2552                                 last_index - index);
2553                 filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index - 1, pvec);
2554         }
2555         if (!pagevec_count(pvec)) {
2556                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2557                         return -EAGAIN;
2558                 err = filemap_create_page(filp, mapping,
2559                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, pvec);
2560                 if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2561                         goto retry;
2562                 return err;
2563         }
2564
2565         page = pvec->pages[pagevec_count(pvec) - 1];
2566         if (PageReadahead(page)) {
2567                 err = filemap_readahead(iocb, filp, mapping, page, last_index);
2568                 if (err)
2569                         goto err;
2570         }
2571         if (!PageUptodate(page)) {
2572                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) && pagevec_count(pvec) > 1)
2573                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2574                 err = filemap_update_page(iocb, mapping, iter, page);
2575                 if (err)
2576                         goto err;
2577         }
2578
2579         return 0;
2580 err:
2581         if (err < 0)
2582                 put_page(page);
2583         if (likely(--pvec->nr))
2584                 return 0;
2585         if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2586                 goto retry;
2587         return err;
2588 }
2589
2590 /**
2591  * filemap_read - Read data from the page cache.
2592  * @iocb: The iocb to read.
2593  * @iter: Destination for the data.
2594  * @already_read: Number of bytes already read by the caller.
2595  *
2596  * Copies data from the page cache.  If the data is not currently present,
2597  * uses the readahead and readpage address_space operations to fetch it.
2598  *
2599  * Return: Total number of bytes copied, including those already read by
2600  * the caller.  If an error happens before any bytes are copied, returns
2601  * a negative error number.
2602  */
2603 ssize_t filemap_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2604                 ssize_t already_read)
2605 {
2606         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2607         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2608         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2609         struct inode *inode = mapping->host;
2610         struct pagevec pvec;
2611         int i, error = 0;
2612         bool writably_mapped;
2613         loff_t isize, end_offset;
2614
2615         if (unlikely(iocb->ki_pos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2616                 return 0;
2617         if (unlikely(!iov_iter_count(iter)))
2618                 return 0;
2619
2620         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2621         pagevec_init(&pvec);
2622
2623         do {
2624                 cond_resched();
2625
2626                 /*
2627                  * If we've already successfully copied some data, then we
2628                  * can no longer safely return -EIOCBQUEUED. Hence mark
2629                  * an async read NOWAIT at that point.
2630                  */
2631                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) && already_read)
2632                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2633
2634                 error = filemap_get_pages(iocb, iter, &pvec);
2635                 if (error < 0)
2636                         break;
2637
2638                 /*
2639                  * i_size must be checked after we know the pages are Uptodate.
2640                  *
2641                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2642                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2643                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2644                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2645                  */
2646                 isize = i_size_read(inode);
2647                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= isize))
2648                         goto put_pages;
2649                 end_offset = min_t(loff_t, isize, iocb->ki_pos + iter->count);
2650
2651                 /*
2652                  * Once we start copying data, we don't want to be touching any
2653                  * cachelines that might be contended:
2654                  */
2655                 writably_mapped = mapping_writably_mapped(mapping);
2656
2657                 /*
2658                  * When a sequential read accesses a page several times, only
2659                  * mark it as accessed the first time.
2660                  */
2661                 if (iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT !=
2662                     ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT)
2663                         mark_page_accessed(pvec.pages[0]);
2664
2665                 for (i = 0; i < pagevec_count(&pvec); i++) {
2666                         struct page *page = pvec.pages[i];
2667                         size_t page_size = thp_size(page);
2668                         size_t offset = iocb->ki_pos & (page_size - 1);
2669                         size_t bytes = min_t(loff_t, end_offset - iocb->ki_pos,
2670                                              page_size - offset);
2671                         size_t copied;
2672
2673                         if (end_offset < page_offset(page))
2674                                 break;
2675                         if (i > 0)
2676                                 mark_page_accessed(page);
2677                         /*
2678                          * If users can be writing to this page using arbitrary
2679                          * virtual addresses, take care about potential aliasing
2680                          * before reading the page on the kernel side.
2681                          */
2682                         if (writably_mapped) {
2683                                 int j;
2684
2685                                 for (j = 0; j < thp_nr_pages(page); j++)
2686                                         flush_dcache_page(page + j);
2687                         }
2688
2689                         copied = copy_page_to_iter(page, offset, bytes, iter);
2690
2691                         already_read += copied;
2692                         iocb->ki_pos += copied;
2693                         ra->prev_pos = iocb->ki_pos;
2694
2695                         if (copied < bytes) {
2696                                 error = -EFAULT;
2697                                 break;
2698                         }
2699                 }
2700 put_pages:
2701                 for (i = 0; i < pagevec_count(&pvec); i++)
2702                         put_page(pvec.pages[i]);
2703                 pagevec_reinit(&pvec);
2704         } while (iov_iter_count(iter) && iocb->ki_pos < isize && !error);
2705
2706         file_accessed(filp);
2707
2708         return already_read ? already_read : error;
2709 }
2710 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_read);
2711
2712 /**
2713  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2714  * @iocb:       kernel I/O control block
2715  * @iter:       destination for the data read
2716  *
2717  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2718  * that can use the page cache directly.
2719  *
2720  * The IOCB_NOWAIT flag in iocb->ki_flags indicates that -EAGAIN shall
2721  * be returned when no data can be read without waiting for I/O requests
2722  * to complete; it doesn't prevent readahead.
2723  *
2724  * The IOCB_NOIO flag in iocb->ki_flags indicates that no new I/O
2725  * requests shall be made for the read or for readahead.  When no data
2726  * can be read, -EAGAIN shall be returned.  When readahead would be
2727  * triggered, a partial, possibly empty read shall be returned.
2728  *
2729  * Return:
2730  * * number of bytes copied, even for partial reads
2731  * * negative error code (or 0 if IOCB_NOIO) if nothing was read
2732  */
2733 ssize_t
2734 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2735 {
2736         size_t count = iov_iter_count(iter);
2737         ssize_t retval = 0;
2738
2739         if (!count)
2740                 return 0; /* skip atime */
2741
2742         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2743                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2744                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2745                 struct inode *inode = mapping->host;
2746                 loff_t size;
2747
2748                 size = i_size_read(inode);
2749                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2750                         if (filemap_range_needs_writeback(mapping, iocb->ki_pos,
2751                                                 iocb->ki_pos + count - 1))
2752                                 return -EAGAIN;
2753                 } else {
2754                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2755                                                 iocb->ki_pos,
2756                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2757                         if (retval < 0)
2758                                 return retval;
2759                 }
2760
2761                 file_accessed(file);
2762
2763                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2764                 if (retval >= 0) {
2765                         iocb->ki_pos += retval;
2766                         count -= retval;
2767                 }
2768                 if (retval != -EIOCBQUEUED)
2769                         iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2770
2771                 /*
2772                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2773                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2774                  * we've already read everything we wanted to, or if
2775                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2776                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2777                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2778                  * DAX files, so don't bother trying.
2779                  */
2780                 if (retval < 0 || !count || iocb->ki_pos >= size ||
2781                     IS_DAX(inode))
2782                         return retval;
2783         }
2784
2785         return filemap_read(iocb, iter, retval);
2786 }
2787 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2788
2789 static inline loff_t page_seek_hole_data(struct xa_state *xas,
2790                 struct address_space *mapping, struct page *page,
2791                 loff_t start, loff_t end, bool seek_data)
2792 {
2793         const struct address_space_operations *ops = mapping->a_ops;
2794         size_t offset, bsz = i_blocksize(mapping->host);
2795
2796         if (xa_is_value(page) || PageUptodate(page))
2797                 return seek_data ? start : end;
2798         if (!ops->is_partially_uptodate)
2799                 return seek_data ? end : start;
2800
2801         xas_pause(xas);
2802         rcu_read_unlock();
2803         lock_page(page);
2804         if (unlikely(page->mapping != mapping))
2805                 goto unlock;
2806
2807         offset = offset_in_thp(page, start) & ~(bsz - 1);
2808
2809         do {
2810                 if (ops->is_partially_uptodate(page, offset, bsz) == seek_data)
2811                         break;
2812                 start = (start + bsz) & ~(bsz - 1);
2813                 offset += bsz;
2814         } while (offset < thp_size(page));
2815 unlock:
2816         unlock_page(page);
2817         rcu_read_lock();
2818         return start;
2819 }
2820
2821 static inline
2822 unsigned int seek_page_size(struct xa_state *xas, struct page *page)
2823 {
2824         if (xa_is_value(page))
2825                 return PAGE_SIZE << xa_get_order(xas->xa, xas->xa_index);
2826         return thp_size(page);
2827 }
2828
2829 /**
2830  * mapping_seek_hole_data - Seek for SEEK_DATA / SEEK_HOLE in the page cache.
2831  * @mapping: Address space to search.
2832  * @start: First byte to consider.
2833  * @end: Limit of search (exclusive).
2834  * @whence: Either SEEK_HOLE or SEEK_DATA.
2835  *
2836  * If the page cache knows which blocks contain holes and which blocks
2837  * contain data, your filesystem can use this function to implement
2838  * SEEK_HOLE and SEEK_DATA.  This is useful for filesystems which are
2839  * entirely memory-based such as tmpfs, and filesystems which support
2840  * unwritten extents.
2841  *
2842  * Return: The requested offset on success, or -ENXIO if @whence specifies
2843  * SEEK_DATA and there is no data after @start.  There is an implicit hole
2844  * after @end - 1, so SEEK_HOLE returns @end if all the bytes between @start
2845  * and @end contain data.
2846  */
2847 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *mapping, loff_t start,
2848                 loff_t end, int whence)
2849 {
2850         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start >> PAGE_SHIFT);
2851         pgoff_t max = (end - 1) >> PAGE_SHIFT;
2852         bool seek_data = (whence == SEEK_DATA);
2853         struct page *page;
2854
2855         if (end <= start)
2856                 return -ENXIO;
2857
2858         rcu_read_lock();
2859         while ((page = find_get_entry(&xas, max, XA_PRESENT))) {
2860                 loff_t pos = (u64)xas.xa_index << PAGE_SHIFT;
2861                 unsigned int seek_size;
2862
2863                 if (start < pos) {
2864                         if (!seek_data)
2865                                 goto unlock;
2866                         start = pos;
2867                 }
2868
2869                 seek_size = seek_page_size(&xas, page);
2870                 pos = round_up(pos + 1, seek_size);
2871                 start = page_seek_hole_data(&xas, mapping, page, start, pos,
2872                                 seek_data);
2873                 if (start < pos)
2874                         goto unlock;
2875                 if (start >= end)
2876                         break;
2877                 if (seek_size > PAGE_SIZE)
2878                         xas_set(&xas, pos >> PAGE_SHIFT);
2879                 if (!xa_is_value(page))
2880                         put_page(page);
2881         }
2882         if (seek_data)
2883                 start = -ENXIO;
2884 unlock:
2885         rcu_read_unlock();
2886         if (page && !xa_is_value(page))
2887                 put_page(page);
2888         if (start > end)
2889                 return end;
2890         return start;
2891 }
2892
2893 #ifdef CONFIG_MMU
2894 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2895 /*
2896  * lock_page_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_lock
2897  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2898  * @page - the page to lock.
2899  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2900  *
2901  * This works similar to lock_page_or_retry in that it can drop the mmap_lock.
2902  * It differs in that it actually returns the page locked if it returns 1 and 0
2903  * if it couldn't lock the page.  If we did have to drop the mmap_lock then fpin
2904  * will point to the pinned file and needs to be fput()'ed at a later point.
2905  */
2906 static int lock_page_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct page *page,
2907                                      struct file **fpin)
2908 {
2909         if (trylock_page(page))
2910                 return 1;
2911
2912         /*
2913          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2914          * the mmap_lock still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2915          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2916          */
2917         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2918                 return 0;
2919
2920         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2921         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2922                 if (__lock_page_killable(page)) {
2923                         /*
2924                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_lock,
2925                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2926                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2927                          * mmap_lock here and return 0 if we don't have a fpin.
2928                          */
2929                         if (*fpin == NULL)
2930                                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
2931                         return 0;
2932                 }
2933         } else
2934                 __lock_page(page);
2935         return 1;
2936 }
2937
2938
2939 /*
2940  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2941  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2942  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2943  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2944  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2945  */
2946 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2947 {
2948         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2949         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2950         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2951         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, vmf->pgoff);
2952         struct file *fpin = NULL;
2953         unsigned int mmap_miss;
2954
2955         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2956         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2957                 return fpin;
2958         if (!ra->ra_pages)
2959                 return fpin;
2960
2961         if (vmf->vma->vm_flags & VM_SEQ_READ) {
2962                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2963                 page_cache_sync_ra(&ractl, ra->ra_pages);
2964                 return fpin;
2965         }
2966
2967         /* Avoid banging the cache line if not needed */
2968         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
2969         if (mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
2970                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, ++mmap_miss);
2971
2972         /*
2973          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
2974          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
2975          */
2976         if (mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
2977                 return fpin;
2978
2979         /*
2980          * mmap read-around
2981          */
2982         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2983         ra->start = max_t(long, 0, vmf->pgoff - ra->ra_pages / 2);
2984         ra->size = ra->ra_pages;
2985         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
2986         ractl._index = ra->start;
2987         do_page_cache_ra(&ractl, ra->size, ra->async_size);
2988         return fpin;
2989 }
2990
2991 /*
2992  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
2993  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
2994  * was pinned if we have to drop the mmap_lock in order to do IO.
2995  */
2996 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
2997                                             struct page *page)
2998 {
2999         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3000         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
3001         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3002         struct file *fpin = NULL;
3003         unsigned int mmap_miss;
3004         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
3005
3006         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
3007         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ || !ra->ra_pages)
3008                 return fpin;
3009         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3010         if (mmap_miss)
3011                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, --mmap_miss);
3012         if (PageReadahead(page)) {
3013                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3014                 page_cache_async_readahead(mapping, ra, file,
3015                                            page, offset, ra->ra_pages);
3016         }
3017         return fpin;
3018 }
3019
3020 /**
3021  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
3022  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
3023  *
3024  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
3025  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
3026  *
3027  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
3028  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
3029  * having a lot of duplicated code.
3030  *
3031  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held on entry.
3032  *
3033  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_lock
3034  * may be dropped before doing I/O or by lock_page_maybe_drop_mmap().
3035  *
3036  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_lock
3037  * has not been released.
3038  *
3039  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
3040  *
3041  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
3042  */
3043 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
3044 {
3045         int error;
3046         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3047         struct file *fpin = NULL;
3048         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3049         struct inode *inode = mapping->host;
3050         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
3051         pgoff_t max_off;
3052         struct page *page;
3053         vm_fault_t ret = 0;
3054         bool mapping_locked = false;
3055
3056         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3057         if (unlikely(offset >= max_off))
3058                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3059
3060         /*
3061          * Do we have something in the page cache already?
3062          */
3063         page = find_get_page(mapping, offset);
3064         if (likely(page)) {
3065                 /*
3066                  * We found the page, so try async readahead before waiting for
3067                  * the lock.
3068                  */
3069                 if (!(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED))
3070                         fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, page);
3071                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
3072                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3073                         mapping_locked = true;
3074                 }
3075         } else {
3076                 /* No page in the page cache at all */
3077                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
3078                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
3079                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
3080                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
3081 retry_find:
3082                 /*
3083                  * See comment in filemap_create_page() why we need
3084                  * invalidate_lock
3085                  */
3086                 if (!mapping_locked) {
3087                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3088                         mapping_locked = true;
3089                 }
3090                 page = pagecache_get_page(mapping, offset,
3091                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
3092                                           vmf->gfp_mask);
3093                 if (!page) {
3094                         if (fpin)
3095                                 goto out_retry;
3096                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3097                         return VM_FAULT_OOM;
3098                 }
3099         }
3100
3101         if (!lock_page_maybe_drop_mmap(vmf, page, &fpin))
3102                 goto out_retry;
3103
3104         /* Did it get truncated? */
3105         if (unlikely(compound_head(page)->mapping != mapping)) {
3106                 unlock_page(page);
3107                 put_page(page);
3108                 goto retry_find;
3109         }
3110         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
3111
3112         /*
3113          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
3114          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
3115          */
3116         if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
3117                 /*
3118                  * The page was in cache and uptodate and now it is not.
3119                  * Strange but possible since we didn't hold the page lock all
3120                  * the time. Let's drop everything get the invalidate lock and
3121                  * try again.
3122                  */
3123                 if (!mapping_locked) {
3124                         unlock_page(page);
3125                         put_page(page);
3126                         goto retry_find;
3127                 }
3128                 goto page_not_uptodate;
3129         }
3130
3131         /*
3132          * We've made it this far and we had to drop our mmap_lock, now is the
3133          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
3134          * redo the fault.
3135          */
3136         if (fpin) {
3137                 unlock_page(page);
3138                 goto out_retry;
3139         }
3140         if (mapping_locked)
3141                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3142
3143         /*
3144          * Found the page and have a reference on it.
3145          * We must recheck i_size under page lock.
3146          */
3147         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3148         if (unlikely(offset >= max_off)) {
3149                 unlock_page(page);
3150                 put_page(page);
3151                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3152         }
3153
3154         vmf->page = page;
3155         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
3156
3157 page_not_uptodate:
3158         /*
3159          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
3160          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
3161          * because there really aren't any performance issues here
3162          * and we need to check for errors.
3163          */
3164         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3165         error = filemap_read_page(file, mapping, page);
3166         if (fpin)
3167                 goto out_retry;
3168         put_page(page);
3169
3170         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
3171                 goto retry_find;
3172         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3173
3174         return VM_FAULT_SIGBUS;
3175
3176 out_retry:
3177         /*
3178          * We dropped the mmap_lock, we need to return to the fault handler to
3179          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
3180          * page.
3181          */
3182         if (page)
3183                 put_page(page);
3184         if (mapping_locked)
3185                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3186         if (fpin)
3187                 fput(fpin);
3188         return ret | VM_FAULT_RETRY;
3189 }
3190 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
3191
3192 static bool filemap_map_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page)
3193 {
3194         struct mm_struct *mm = vmf->vma->vm_mm;
3195
3196         /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
3197         if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd)) {
3198                 unlock_page(page);
3199                 put_page(page);
3200                 return true;
3201         }
3202
3203         if (pmd_none(*vmf->pmd) && PageTransHuge(page)) {
3204             vm_fault_t ret = do_set_pmd(vmf, page);
3205             if (!ret) {
3206                     /* The page is mapped successfully, reference consumed. */
3207                     unlock_page(page);
3208                     return true;
3209             }
3210         }
3211
3212         if (pmd_none(*vmf->pmd)) {
3213                 vmf->ptl = pmd_lock(mm, vmf->pmd);
3214                 if (likely(pmd_none(*vmf->pmd))) {
3215                         mm_inc_nr_ptes(mm);
3216                         pmd_populate(mm, vmf->pmd, vmf->prealloc_pte);
3217                         vmf->prealloc_pte = NULL;
3218                 }
3219                 spin_unlock(vmf->ptl);
3220         }
3221
3222         /* See comment in handle_pte_fault() */
3223         if (pmd_devmap_trans_unstable(vmf->pmd)) {
3224                 unlock_page(page);
3225                 put_page(page);
3226                 return true;
3227         }
3228
3229         return false;
3230 }
3231
3232 static struct page *next_uptodate_page(struct page *page,
3233                                        struct address_space *mapping,
3234                                        struct xa_state *xas, pgoff_t end_pgoff)
3235 {
3236         unsigned long max_idx;
3237
3238         do {
3239                 if (!page)
3240                         return NULL;
3241                 if (xas_retry(xas, page))
3242                         continue;
3243                 if (xa_is_value(page))
3244                         continue;
3245                 if (PageLocked(page))
3246                         continue;
3247                 if (!page_cache_get_speculative(page))
3248                         continue;
3249                 /* Has the page moved or been split? */
3250                 if (unlikely(page != xas_reload(xas)))
3251                         goto skip;
3252                 if (!PageUptodate(page) || PageReadahead(page))
3253                         goto skip;
3254                 if (PageHWPoison(page))
3255                         goto skip;
3256                 if (!trylock_page(page))
3257                         goto skip;
3258                 if (page->mapping != mapping)
3259                         goto unlock;
3260                 if (!PageUptodate(page))
3261                         goto unlock;
3262                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
3263                 if (xas->xa_index >= max_idx)
3264                         goto unlock;
3265                 return page;
3266 unlock:
3267                 unlock_page(page);
3268 skip:
3269                 put_page(page);
3270         } while ((page = xas_next_entry(xas, end_pgoff)) != NULL);
3271
3272         return NULL;
3273 }
3274
3275 static inline struct page *first_map_page(struct address_space *mapping,
3276                                           struct xa_state *xas,
3277                                           pgoff_t end_pgoff)
3278 {
3279         return next_uptodate_page(xas_find(xas, end_pgoff),
3280                                   mapping, xas, end_pgoff);
3281 }
3282
3283 static inline struct page *next_map_page(struct address_space *mapping,
3284                                          struct xa_state *xas,
3285                                          pgoff_t end_pgoff)
3286 {
3287         return next_uptodate_page(xas_next_entry(xas, end_pgoff),
3288                                   mapping, xas, end_pgoff);
3289 }
3290
3291 vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3292                              pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
3293 {
3294         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
3295         struct file *file = vma->vm_file;
3296         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3297         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
3298         unsigned long addr;
3299         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
3300         struct page *head, *page;
3301         unsigned int mmap_miss = READ_ONCE(file->f_ra.mmap_miss);
3302         vm_fault_t ret = 0;
3303
3304         rcu_read_lock();
3305         head = first_map_page(mapping, &xas, end_pgoff);
3306         if (!head)
3307                 goto out;
3308
3309         if (filemap_map_pmd(vmf, head)) {
3310                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3311                 goto out;
3312         }
3313
3314         addr = vma->vm_start + ((start_pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
3315         vmf->pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, vmf->pmd, addr, &vmf->ptl);
3316         do {
3317                 page = find_subpage(head, xas.xa_index);
3318                 if (PageHWPoison(page))
3319                         goto unlock;
3320
3321                 if (mmap_miss > 0)
3322                         mmap_miss--;
3323
3324                 addr += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
3325                 vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
3326                 last_pgoff = xas.xa_index;
3327
3328                 if (!pte_none(*vmf->pte))
3329                         goto unlock;
3330
3331                 /* We're about to handle the fault */
3332                 if (vmf->address == addr)
3333                         ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3334
3335                 do_set_pte(vmf, page, addr);
3336                 /* no need to invalidate: a not-present page won't be cached */
3337                 update_mmu_cache(vma, addr, vmf->pte);
3338                 unlock_page(head);
3339                 continue;
3340 unlock:
3341                 unlock_page(head);
3342                 put_page(head);
3343         } while ((head = next_map_page(mapping, &xas, end_pgoff)) != NULL);
3344         pte_unmap_unlock(vmf->pte, vmf->ptl);
3345 out:
3346         rcu_read_unlock();
3347         WRITE_ONCE(file->f_ra.mmap_miss, mmap_miss);
3348         return ret;
3349 }
3350 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
3351
3352 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3353 {
3354         struct address_space *mapping = vmf->vma->vm_file->f_mapping;
3355         struct page *page = vmf->page;
3356         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
3357
3358         sb_start_pagefault(mapping->host->i_sb);
3359         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
3360         lock_page(page);
3361         if (page->mapping != mapping) {
3362                 unlock_page(page);
3363                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3364                 goto out;
3365         }
3366         /*
3367          * We mark the page dirty already here so that when freeze is in
3368          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
3369          * see the dirty page and writeprotect it again.
3370          */
3371         set_page_dirty(page);
3372         wait_for_stable_page(page);
3373 out:
3374         sb_end_pagefault(mapping->host->i_sb);
3375         return ret;
3376 }
3377
3378 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
3379         .fault          = filemap_fault,
3380         .map_pages      = filemap_map_pages,
3381         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
3382 };
3383
3384 /* This is used for a general mmap of a disk file */
3385
3386 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3387 {
3388         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3389
3390         if (!mapping->a_ops->readpage)
3391                 return -ENOEXEC;
3392         file_accessed(file);
3393         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
3394         return 0;
3395 }
3396
3397 /*
3398  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
3399  */
3400 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3401 {
3402         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
3403                 return -EINVAL;
3404         return generic_file_mmap(file, vma);
3405 }
3406 #else
3407 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3408 {
3409         return VM_FAULT_SIGBUS;
3410 }
3411 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3412 {
3413         return -ENOSYS;
3414 }
3415 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3416 {
3417         return -ENOSYS;
3418 }
3419 #endif /* CONFIG_MMU */
3420
3421 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
3422 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
3423 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
3424
3425 static struct page *wait_on_page_read(struct page *page)
3426 {
3427         if (!IS_ERR(page)) {
3428                 wait_on_page_locked(page);
3429                 if (!PageUptodate(page)) {
3430                         put_page(page);
3431                         page = ERR_PTR(-EIO);
3432                 }
3433         }
3434         return page;
3435 }
3436
3437 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
3438                                 pgoff_t index,
3439                                 int (*filler)(void *, struct page *),
3440                                 void *data,
3441                                 gfp_t gfp)
3442 {
3443         struct page *page;
3444         int err;
3445 repeat:
3446         page = find_get_page(mapping, index);
3447         if (!page) {
3448                 page = __page_cache_alloc(gfp);
3449                 if (!page)
3450                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3451                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp);
3452                 if (unlikely(err)) {
3453                         put_page(page);
3454                         if (err == -EEXIST)
3455                                 goto repeat;
3456                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
3457                         return ERR_PTR(err);
3458                 }
3459
3460 filler:
3461                 if (filler)
3462                         err = filler(data, page);
3463                 else
3464                         err = mapping->a_ops->readpage(data, page);
3465
3466                 if (err < 0) {
3467                         put_page(page);
3468                         return ERR_PTR(err);
3469                 }
3470
3471                 page = wait_on_page_read(page);
3472                 if (IS_ERR(page))
3473                         return page;
3474                 goto out;
3475         }
3476         if (PageUptodate(page))
3477                 goto out;
3478
3479         /*
3480          * Page is not up to date and may be locked due to one of the following
3481          * case a: Page is being filled and the page lock is held
3482          * case b: Read/write error clearing the page uptodate status
3483          * case c: Truncation in progress (page locked)
3484          * case d: Reclaim in progress
3485          *
3486          * Case a, the page will be up to date when the page is unlocked.
3487          *    There is no need to serialise on the page lock here as the page
3488          *    is pinned so the lock gives no additional protection. Even if the
3489          *    page is truncated, the data is still valid if PageUptodate as
3490          *    it's a race vs truncate race.
3491          * Case b, the page will not be up to date
3492          * Case c, the page may be truncated but in itself, the data may still
3493          *    be valid after IO completes as it's a read vs truncate race. The
3494          *    operation must restart if the page is not uptodate on unlock but
3495          *    otherwise serialising on page lock to stabilise the mapping gives
3496          *    no additional guarantees to the caller as the page lock is
3497          *    released before return.
3498          * Case d, similar to truncation. If reclaim holds the page lock, it
3499          *    will be a race with remove_mapping that determines if the mapping
3500          *    is valid on unlock but otherwise the data is valid and there is
3501          *    no need to serialise with page lock.
3502          *
3503          * As the page lock gives no additional guarantee, we optimistically
3504          * wait on the page to be unlocked and check if it's up to date and
3505          * use the page if it is. Otherwise, the page lock is required to
3506          * distinguish between the different cases. The motivation is that we
3507          * avoid spurious serialisations and wakeups when multiple processes
3508          * wait on the same page for IO to complete.
3509          */
3510         wait_on_page_locked(page);
3511         if (PageUptodate(page))
3512                 goto out;
3513
3514         /* Distinguish between all the cases under the safety of the lock */
3515         lock_page(page);
3516
3517         /* Case c or d, restart the operation */
3518         if (!page->mapping) {
3519                 unlock_page(page);
3520                 put_page(page);
3521                 goto repeat;
3522         }
3523
3524         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
3525         if (PageUptodate(page)) {
3526                 unlock_page(page);
3527                 goto out;
3528         }
3529
3530         /*
3531          * A previous I/O error may have been due to temporary
3532          * failures.
3533          * Clear page error before actual read, PG_error will be
3534          * set again if read page fails.
3535          */
3536         ClearPageError(page);
3537         goto filler;
3538
3539 out:
3540         mark_page_accessed(page);
3541         return page;
3542 }
3543
3544 /**
3545  * read_cache_page - read into page cache, fill it if needed
3546  * @mapping:    the page's address_space
3547  * @index:      the page index
3548  * @filler:     function to perform the read
3549  * @data:       first arg to filler(data, page) function, often left as NULL
3550  *
3551  * Read into the page cache. If a page already exists, and PageUptodate() is
3552  * not set, try to fill the page and wait for it to become unlocked.
3553  *
3554  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3555  *
3556  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3557  *
3558  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3559  */
3560 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
3561                                 pgoff_t index,
3562                                 int (*filler)(void *, struct page *),
3563                                 void *data)
3564 {
3565         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, data,
3566                         mapping_gfp_mask(mapping));
3567 }
3568 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
3569
3570 /**
3571  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
3572  * @mapping:    the page's address_space
3573  * @index:      the page index
3574  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
3575  *
3576  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
3577  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
3578  *
3579  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3580  *
3581  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3582  *
3583  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3584  */
3585 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
3586                                 pgoff_t index,
3587                                 gfp_t gfp)
3588 {
3589         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
3590 }
3591 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
3592
3593 int pagecache_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
3594                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
3595                                 struct page **pagep, void **fsdata)
3596 {
3597         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3598
3599         return aops->write_begin(file, mapping, pos, len, flags,
3600                                                         pagep, fsdata);
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_begin);
3603
3604 int pagecache_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
3605                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
3606                                 struct page *page, void *fsdata)
3607 {
3608         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3609
3610         return aops->write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
3611 }
3612 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_end);
3613
3614 /*
3615  * Warn about a page cache invalidation failure during a direct I/O write.
3616  */
3617 void dio_warn_stale_pagecache(struct file *filp)
3618 {
3619         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, 86400 * HZ, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3620         char pathname[128];
3621         char *path;
3622
3623         errseq_set(&filp->f_mapping->wb_err, -EIO);
3624         if (__ratelimit(&_rs)) {
3625                 path = file_path(filp, pathname, sizeof(pathname));
3626                 if (IS_ERR(path))
3627                         path = "(unknown)";
3628                 pr_crit("Page cache invalidation failure on direct I/O.  Possible data corruption due to collision with buffered I/O!\n");
3629                 pr_crit("File: %s PID: %d Comm: %.20s\n", path, current->pid,
3630                         current->comm);
3631         }
3632 }
3633
3634 ssize_t
3635 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3636 {
3637         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3638         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3639         struct inode    *inode = mapping->host;
3640         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3641         ssize_t         written;
3642         size_t          write_len;
3643         pgoff_t         end;
3644
3645         write_len = iov_iter_count(from);
3646         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3647
3648         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3649                 /* If there are pages to writeback, return */
3650                 if (filemap_range_has_page(file->f_mapping, pos,
3651                                            pos + write_len - 1))
3652                         return -EAGAIN;
3653         } else {
3654                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3655                                                         pos + write_len - 1);
3656                 if (written)
3657                         goto out;
3658         }
3659
3660         /*
3661          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3662          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3663          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3664          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3665          */
3666         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3667                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3668         /*
3669          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3670          * to buffered write.
3671          */
3672         if (written) {
3673                 if (written == -EBUSY)
3674                         return 0;
3675                 goto out;
3676         }
3677
3678         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3679
3680         /*
3681          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3682          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3683          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3684          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3685          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3686          * fails, tough, the write still worked...
3687          *
3688          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3689          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3690          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3691          * them by removing it completely.
3692          *
3693          * Noticeable example is a blkdev_direct_IO().
3694          *
3695          * Skip invalidation for async writes or if mapping has no pages.
3696          */
3697         if (written > 0 && mapping->nrpages &&
3698             invalidate_inode_pages2_range(mapping, pos >> PAGE_SHIFT, end))
3699                 dio_warn_stale_pagecache(file);
3700
3701         if (written > 0) {
3702                 pos += written;
3703                 write_len -= written;
3704                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3705                         i_size_write(inode, pos);
3706                         mark_inode_dirty(inode);
3707                 }
3708                 iocb->ki_pos = pos;
3709         }
3710         if (written != -EIOCBQUEUED)
3711                 iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3712 out:
3713         return written;
3714 }
3715 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3716
3717 /*
3718  * Find or create a page at the given pagecache position. Return the locked
3719  * page. This function is specifically for buffered writes.
3720  */
3721 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
3722                                         pgoff_t index, unsigned flags)
3723 {
3724         struct page *page;
3725         int fgp_flags = FGP_LOCK|FGP_WRITE|FGP_CREAT;
3726
3727         if (flags & AOP_FLAG_NOFS)
3728                 fgp_flags |= FGP_NOFS;
3729
3730         page = pagecache_get_page(mapping, index, fgp_flags,
3731                         mapping_gfp_mask(mapping));
3732         if (page)
3733                 wait_for_stable_page(page);
3734
3735         return page;
3736 }
3737 EXPORT_SYMBOL(grab_cache_page_write_begin);
3738
3739 ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
3740                                 struct iov_iter *i, loff_t pos)
3741 {
3742         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3743         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3744         long status = 0;
3745         ssize_t written = 0;
3746         unsigned int flags = 0;
3747
3748         do {
3749                 struct page *page;
3750                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3751                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3752                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3753                 void *fsdata = NULL;
3754
3755                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3756                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3757                                                 iov_iter_count(i));
3758
3759 again:
3760                 /*
3761                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3762                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3763                  * same page as we're writing to, without it being marked
3764                  * up-to-date.
3765                  */
3766                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes))) {
3767                         status = -EFAULT;
3768                         break;
3769                 }
3770
3771                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3772                         status = -EINTR;
3773                         break;
3774                 }
3775
3776                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
3777                                                 &page, &fsdata);
3778                 if (unlikely(status < 0))
3779                         break;
3780
3781                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3782                         flush_dcache_page(page);
3783
3784                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, bytes, i);
3785                 flush_dcache_page(page);
3786
3787                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3788                                                 page, fsdata);
3789                 if (unlikely(status != copied)) {
3790                         iov_iter_revert(i, copied - max(status, 0L));
3791                         if (unlikely(status < 0))
3792                                 break;
3793                 }
3794                 cond_resched();
3795
3796                 if (unlikely(status == 0)) {
3797                         /*
3798                          * A short copy made ->write_end() reject the
3799                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
3800                          * halfway through, might be a race with munmap,
3801                          * might be severe memory pressure.
3802                          */
3803                         if (copied)
3804                                 bytes = copied;
3805                         goto again;
3806                 }
3807                 pos += status;
3808                 written += status;
3809
3810                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3811         } while (iov_iter_count(i));
3812
3813         return written ? written : status;
3814 }
3815 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3816
3817 /**
3818  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3819  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3820  * @from:       iov_iter with data to write
3821  *
3822  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3823  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3824  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3825  * do direct IO or a standard buffered write.
3826  *
3827  * It expects i_rwsem to be grabbed unless we work on a block device or similar
3828  * object which does not need locking at all.
3829  *
3830  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3831  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3832  * avoid syncing under i_rwsem.
3833  *
3834  * Return:
3835  * * number of bytes written, even for truncated writes
3836  * * negative error code if no data has been written at all
3837  */
3838 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3839 {
3840         struct file *file = iocb->ki_filp;
3841         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3842         struct inode    *inode = mapping->host;
3843         ssize_t         written = 0;
3844         ssize_t         err;
3845         ssize_t         status;
3846
3847         /* We can write back this queue in page reclaim */
3848         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3849         err = file_remove_privs(file);
3850         if (err)
3851                 goto out;
3852
3853         err = file_update_time(file);
3854         if (err)
3855                 goto out;
3856
3857         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3858                 loff_t pos, endbyte;
3859
3860                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3861                 /*
3862                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3863                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3864                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3865                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3866                  * page-cache pages correctly).
3867                  */
3868                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3869                         goto out;
3870
3871                 status = generic_perform_write(file, from, pos = iocb->ki_pos);
3872                 /*
3873                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3874                  * then we want to return the number of bytes which were
3875                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3876                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3877                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3878                  */
3879                 if (unlikely(status < 0)) {
3880                         err = status;
3881                         goto out;
3882                 }
3883                 /*
3884                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3885                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3886                  * semantics.
3887                  */
3888                 endbyte = pos + status - 1;
3889                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3890                 if (err == 0) {
3891                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3892                         written += status;
3893                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3894                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3895                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3896                 } else {
3897                         /*
3898                          * We don't know how much we wrote, so just return
3899                          * the number of bytes which were direct-written
3900                          */
3901                 }
3902         } else {
3903                 written = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
3904                 if (likely(written > 0))
3905                         iocb->ki_pos += written;
3906         }
3907 out:
3908         current->backing_dev_info = NULL;
3909         return written ? written : err;
3910 }
3911 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3912
3913 /**
3914  * generic_file_write_iter - write data to a file
3915  * @iocb:       IO state structure
3916  * @from:       iov_iter with data to write
3917  *
3918  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3919  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3920  * and acquires i_rwsem as needed.
3921  * Return:
3922  * * negative error code if no data has been written at all of
3923  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3924  * * number of bytes written, even for truncated writes
3925  */
3926 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3927 {
3928         struct file *file = iocb->ki_filp;
3929         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3930         ssize_t ret;
3931
3932         inode_lock(inode);
3933         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3934         if (ret > 0)
3935                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3936         inode_unlock(inode);
3937
3938         if (ret > 0)
3939                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3940         return ret;
3941 }
3942 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3943
3944 /**
3945  * try_to_release_page() - release old fs-specific metadata on a page
3946  *
3947  * @page: the page which the kernel is trying to free
3948  * @gfp_mask: memory allocation flags (and I/O mode)
3949  *
3950  * The address_space is to try to release any data against the page
3951  * (presumably at page->private).
3952  *
3953  * This may also be called if PG_fscache is set on a page, indicating that the
3954  * page is known to the local caching routines.
3955  *
3956  * The @gfp_mask argument specifies whether I/O may be performed to release
3957  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3958  *
3959  * Return: %1 if the release was successful, otherwise return zero.
3960  */
3961 int try_to_release_page(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
3962 {
3963         struct address_space * const mapping = page->mapping;
3964
3965         BUG_ON(!PageLocked(page));
3966         if (PageWriteback(page))
3967                 return 0;
3968
3969         if (mapping && mapping->a_ops->releasepage)
3970                 return mapping->a_ops->releasepage(page, gfp_mask);
3971         return try_to_free_buffers(page);
3972 }
3973
3974 EXPORT_SYMBOL(try_to_release_page);