fs/ntfs/aops.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /**
   3  * aops.c - NTFS kernel address space operations and page cache handling.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2001-2014 Anton Altaparmakov and Tuxera Inc.
   6  * Copyright (c) 2002 Richard Russon
   7  */
   8
   9 #include <linux/errno.h>
  10 #include <linux/fs.h>
  11 #include <linux/gfp.h>
  12 #include <linux/mm.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/swap.h>
  15 #include <linux/buffer_head.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/bit_spinlock.h>
  18 #include <linux/bio.h>
  19
  20 #include "aops.h"
  21 #include "attrib.h"
  22 #include "debug.h"
  23 #include "inode.h"
  24 #include "mft.h"
  25 #include "runlist.h"
  26 #include "types.h"
  27 #include "ntfs.h"
  28
  29 /**
  30  * ntfs_end_buffer_async_read - async io completion for reading attributes
  31  * @bh:         buffer head on which io is completed
  32  * @uptodate:   whether @bh is now uptodate or not
  33  *
  34  * Asynchronous I/O completion handler for reading pages belonging to the
  35  * attribute address space of an inode.  The inodes can either be files or
  36  * directories or they can be fake inodes describing some attribute.
  37  *
  38  * If NInoMstProtected(), perform the post read mst fixups when all IO on the
  39  * page has been completed and mark the page uptodate or set the error bit on
  40  * the page.  To determine the size of the records that need fixing up, we
  41  * cheat a little bit by setting the index_block_size in ntfs_inode to the ntfs
  42  * record size, and index_block_size_bits, to the log(base 2) of the ntfs
  43  * record size.
  44  */
  45 static void ntfs_end_buffer_async_read(struct buffer_head *bh, int uptodate)
  46 {
  47         unsigned long flags;
  48         struct buffer_head *first, *tmp;
  49         struct page *page;
  50         struct inode *vi;
  51         ntfs_inode *ni;
  52         int page_uptodate = 1;
  53
  54         page = bh->b_page;
  55         vi = page->mapping->host;
  56         ni = NTFS_I(vi);
  57
  58         if (likely(uptodate)) {
  59                 loff_t i_size;
  60                 s64 file_ofs, init_size;
  61
  62                 set_buffer_uptodate(bh);
  63
  64                 file_ofs = ((s64)page->index << PAGE_SHIFT) +
  65                                 bh_offset(bh);
  66                 read_lock_irqsave(&ni->size_lock, flags);
  67                 init_size = ni->initialized_size;
  68                 i_size = i_size_read(vi);
  69                 read_unlock_irqrestore(&ni->size_lock, flags);
  70                 if (unlikely(init_size > i_size)) {
  71                         /* Race with shrinking truncate. */
  72                         init_size = i_size;
  73                 }
  74                 /* Check for the current buffer head overflowing. */
  75                 if (unlikely(file_ofs + bh->b_size > init_size)) {
  76                         int ofs;
  77                         void *kaddr;
  78
  79                         ofs = 0;
  80                         if (file_ofs < init_size)
  81                                 ofs = init_size - file_ofs;
  82                         kaddr = kmap_atomic(page);
  83                         memset(kaddr + bh_offset(bh) + ofs, 0,
  84                                         bh->b_size - ofs);
  85                         flush_dcache_page(page);
  86                         kunmap_atomic(kaddr);
  87                 }
  88         } else {
  89                 clear_buffer_uptodate(bh);
  90                 SetPageError(page);
  91                 ntfs_error(ni->vol->sb, "Buffer I/O error, logical block "
  92                                 "0x%llx.", (unsigned long long)bh->b_blocknr);
  93         }
  94         first = page_buffers(page);
  95         spin_lock_irqsave(&first->b_uptodate_lock, flags);
  96         clear_buffer_async_read(bh);
  97         unlock_buffer(bh);
  98         tmp = bh;
  99         do {
 100                 if (!buffer_uptodate(tmp))
 101                         page_uptodate = 0;
 102                 if (buffer_async_read(tmp)) {
 103                         if (likely(buffer_locked(tmp)))
 104                                 goto still_busy;
 105                         /* Async buffers must be locked. */
 106                         BUG();
 107                 }
 108                 tmp = tmp->b_this_page;
 109         } while (tmp != bh);
 110         spin_unlock_irqrestore(&first->b_uptodate_lock, flags);
 111         /*
 112          * If none of the buffers had errors then we can set the page uptodate,
 113          * but we first have to perform the post read mst fixups, if the
 114          * attribute is mst protected, i.e. if NInoMstProteced(ni) is true.
 115          * Note we ignore fixup errors as those are detected when
 116          * map_mft_record() is called which gives us per record granularity
 117          * rather than per page granularity.
 118          */
 119         if (!NInoMstProtected(ni)) {
 120                 if (likely(page_uptodate && !PageError(page)))
 121                         SetPageUptodate(page);
 122         } else {
 123                 u8 *kaddr;
 124                 unsigned int i, recs;
 125                 u32 rec_size;
 126
 127                 rec_size = ni->itype.index.block_size;
 128                 recs = PAGE_SIZE / rec_size;
 129                 /* Should have been verified before we got here... */
 130                 BUG_ON(!recs);
 131                 kaddr = kmap_atomic(page);
 132                 for (i = 0; i < recs; i++)
 133                         post_read_mst_fixup((NTFS_RECORD*)(kaddr +
 134                                         i * rec_size), rec_size);
 135                 kunmap_atomic(kaddr);
 136                 flush_dcache_page(page);
 137                 if (likely(page_uptodate && !PageError(page)))
 138                         SetPageUptodate(page);
 139         }
 140         unlock_page(page);
 141         return;
 142 still_busy:
 143         spin_unlock_irqrestore(&first->b_uptodate_lock, flags);
 144         return;
 145 }
 146
 147 /**
 148  * ntfs_read_block - fill a @page of an address space with data
 149  * @page:       page cache page to fill with data
 150  *
 151  * Fill the page @page of the address space belonging to the @page->host inode.
 152  * We read each buffer asynchronously and when all buffers are read in, our io
 153  * completion handler ntfs_end_buffer_read_async(), if required, automatically
 154  * applies the mst fixups to the page before finally marking it uptodate and
 155  * unlocking it.
 156  *
 157  * We only enforce allocated_size limit because i_size is checked for in
 158  * generic_file_read().
 159  *
 160  * Return 0 on success and -errno on error.
 161  *
 162  * Contains an adapted version of fs/buffer.c::block_read_full_folio().
 163  */
 164 static int ntfs_read_block(struct page *page)
 165 {
 166         loff_t i_size;
 167         VCN vcn;
 168         LCN lcn;
 169         s64 init_size;
 170         struct inode *vi;
 171         ntfs_inode *ni;
 172         ntfs_volume *vol;
 173         runlist_element *rl;
 174         struct buffer_head *bh, *head, *arr[MAX_BUF_PER_PAGE];
 175         sector_t iblock, lblock, zblock;
 176         unsigned long flags;
 177         unsigned int blocksize, vcn_ofs;
 178         int i, nr;
 179         unsigned char blocksize_bits;
 180
 181         vi = page->mapping->host;
 182         ni = NTFS_I(vi);
 183         vol = ni->vol;
 184
 185         /* $MFT/$DATA must have its complete runlist in memory at all times. */
 186         BUG_ON(!ni->runlist.rl && !ni->mft_no && !NInoAttr(ni));
 187
 188         blocksize = vol->sb->s_blocksize;
 189         blocksize_bits = vol->sb->s_blocksize_bits;
 190
 191         if (!page_has_buffers(page)) {
 192                 create_empty_buffers(page, blocksize, 0);
 193                 if (unlikely(!page_has_buffers(page))) {
 194                         unlock_page(page);
 195                         return -ENOMEM;
 196                 }
 197         }
 198         bh = head = page_buffers(page);
 199         BUG_ON(!bh);
 200
 201         /*
 202          * We may be racing with truncate.  To avoid some of the problems we
 203          * now take a snapshot of the various sizes and use those for the whole
 204          * of the function.  In case of an extending truncate it just means we
 205          * may leave some buffers unmapped which are now allocated.  This is
 206          * not a problem since these buffers will just get mapped when a write
 207          * occurs.  In case of a shrinking truncate, we will detect this later
 208          * on due to the runlist being incomplete and if the page is being
 209          * fully truncated, truncate will throw it away as soon as we unlock
 210          * it so no need to worry what we do with it.
 211          */
 212         iblock = (s64)page->index << (PAGE_SHIFT - blocksize_bits);
 213         read_lock_irqsave(&ni->size_lock, flags);
 214         lblock = (ni->allocated_size + blocksize - 1) >> blocksize_bits;
 215         init_size = ni->initialized_size;
 216         i_size = i_size_read(vi);
 217         read_unlock_irqrestore(&ni->size_lock, flags);
 218         if (unlikely(init_size > i_size)) {
 219                 /* Race with shrinking truncate. */
 220                 init_size = i_size;
 221         }
 222         zblock = (init_size + blocksize - 1) >> blocksize_bits;
 223
 224         /* Loop through all the buffers in the page. */
 225         rl = NULL;
 226         nr = i = 0;
 227         do {
 228                 int err = 0;
 229
 230                 if (unlikely(buffer_uptodate(bh)))
 231                         continue;
 232                 if (unlikely(buffer_mapped(bh))) {
 233                         arr[nr++] = bh;
 234                         continue;
 235                 }
 236                 bh->b_bdev = vol->sb->s_bdev;
 237                 /* Is the block within the allowed limits? */
 238                 if (iblock < lblock) {
 239                         bool is_retry = false;
 240
 241                         /* Convert iblock into corresponding vcn and offset. */
 242                         vcn = (VCN)iblock << blocksize_bits >>
 243                                         vol->cluster_size_bits;
 244                         vcn_ofs = ((VCN)iblock << blocksize_bits) &
 245                                         vol->cluster_size_mask;
 246                         if (!rl) {
 247 lock_retry_remap:
 248                                 down_read(&ni->runlist.lock);
 249                                 rl = ni->runlist.rl;
 250                         }
 251                         if (likely(rl != NULL)) {
 252                                 /* Seek to element containing target vcn. */
 253                                 while (rl->length && rl[1].vcn <= vcn)
 254                                         rl++;
 255                                 lcn = ntfs_rl_vcn_to_lcn(rl, vcn);
 256                         } else
 257                                 lcn = LCN_RL_NOT_MAPPED;
 258                         /* Successful remap. */
 259                         if (lcn >= 0) {
 260                                 /* Setup buffer head to correct block. */
 261                                 bh->b_blocknr = ((lcn << vol->cluster_size_bits)
 262                                                 + vcn_ofs) >> blocksize_bits;
 263                                 set_buffer_mapped(bh);
 264                                 /* Only read initialized data blocks. */
 265                                 if (iblock < zblock) {
 266                                         arr[nr++] = bh;
 267                                         continue;
 268                                 }
 269                                 /* Fully non-initialized data block, zero it. */
 270                                 goto handle_zblock;
 271                         }
 272                         /* It is a hole, need to zero it. */
 273                         if (lcn == LCN_HOLE)
 274                                 goto handle_hole;
 275                         /* If first try and runlist unmapped, map and retry. */
 276                         if (!is_retry && lcn == LCN_RL_NOT_MAPPED) {
 277                                 is_retry = true;
 278                                 /*
 279                                  * Attempt to map runlist, dropping lock for
 280                                  * the duration.
 281                                  */
 282                                 up_read(&ni->runlist.lock);
 283                                 err = ntfs_map_runlist(ni, vcn);
 284                                 if (likely(!err))
 285                                         goto lock_retry_remap;
 286                                 rl = NULL;
 287                         } else if (!rl)
 288                                 up_read(&ni->runlist.lock);
 289                         /*
 290                          * If buffer is outside the runlist, treat it as a
 291                          * hole.  This can happen due to concurrent truncate
 292                          * for example.
 293                          */
 294                         if (err == -ENOENT || lcn == LCN_ENOENT) {
 295                                 err = 0;
 296                                 goto handle_hole;
 297                         }
 298                         /* Hard error, zero out region. */
 299                         if (!err)
 300                                 err = -EIO;
 301                         bh->b_blocknr = -1;
 302                         SetPageError(page);
 303                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to read from inode 0x%lx, "
 304                                         "attribute type 0x%x, vcn 0x%llx, "
 305                                         "offset 0x%x because its location on "
 306                                         "disk could not be determined%s "
 307                                         "(error code %i).", ni->mft_no,
 308                                         ni->type, (unsigned long long)vcn,
 309                                         vcn_ofs, is_retry ? " even after "
 310                                         "retrying" : "", err);
 311                 }
 312                 /*
 313                  * Either iblock was outside lblock limits or
 314                  * ntfs_rl_vcn_to_lcn() returned error.  Just zero that portion
 315                  * of the page and set the buffer uptodate.
 316                  */
 317 handle_hole:
 318                 bh->b_blocknr = -1UL;
 319                 clear_buffer_mapped(bh);
 320 handle_zblock:
 321                 zero_user(page, i * blocksize, blocksize);
 322                 if (likely(!err))
 323                         set_buffer_uptodate(bh);
 324         } while (i++, iblock++, (bh = bh->b_this_page) != head);
 325
 326         /* Release the lock if we took it. */
 327         if (rl)
 328                 up_read(&ni->runlist.lock);
 329
 330         /* Check we have at least one buffer ready for i/o. */
 331         if (nr) {
 332                 struct buffer_head *tbh;
 333
 334                 /* Lock the buffers. */
 335                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 336                         tbh = arr[i];
 337                         lock_buffer(tbh);
 338                         tbh->b_end_io = ntfs_end_buffer_async_read;
 339                         set_buffer_async_read(tbh);
 340                 }
 341                 /* Finally, start i/o on the buffers. */
 342                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 343                         tbh = arr[i];
 344                         if (likely(!buffer_uptodate(tbh)))
 345                                 submit_bh(REQ_OP_READ, 0, tbh);
 346                         else
 347                                 ntfs_end_buffer_async_read(tbh, 1);
 348                 }
 349                 return 0;
 350         }
 351         /* No i/o was scheduled on any of the buffers. */
 352         if (likely(!PageError(page)))
 353                 SetPageUptodate(page);
 354         else /* Signal synchronous i/o error. */
 355                 nr = -EIO;
 356         unlock_page(page);
 357         return nr;
 358 }
 359
 360 /**
 361  * ntfs_read_folio - fill a @folio of a @file with data from the device
 362  * @file:       open file to which the folio @folio belongs or NULL
 363  * @folio:      page cache folio to fill with data
 364  *
 365  * For non-resident attributes, ntfs_read_folio() fills the @folio of the open
 366  * file @file by calling the ntfs version of the generic block_read_full_folio()
 367  * function, ntfs_read_block(), which in turn creates and reads in the buffers
 368  * associated with the folio asynchronously.
 369  *
 370  * For resident attributes, OTOH, ntfs_read_folio() fills @folio by copying the
 371  * data from the mft record (which at this stage is most likely in memory) and
 372  * fills the remainder with zeroes. Thus, in this case, I/O is synchronous, as
 373  * even if the mft record is not cached at this point in time, we need to wait
 374  * for it to be read in before we can do the copy.
 375  *
 376  * Return 0 on success and -errno on error.
 377  */
 378 static int ntfs_read_folio(struct file *file, struct folio *folio)
 379 {
 380         struct page *page = &folio->page;
 381         loff_t i_size;
 382         struct inode *vi;
 383         ntfs_inode *ni, *base_ni;
 384         u8 *addr;
 385         ntfs_attr_search_ctx *ctx;
 386         MFT_RECORD *mrec;
 387         unsigned long flags;
 388         u32 attr_len;
 389         int err = 0;
 390
 391 retry_readpage:
 392         BUG_ON(!PageLocked(page));
 393         vi = page->mapping->host;
 394         i_size = i_size_read(vi);
 395         /* Is the page fully outside i_size? (truncate in progress) */
 396         if (unlikely(page->index >= (i_size + PAGE_SIZE - 1) >>
 397                         PAGE_SHIFT)) {
 398                 zero_user(page, 0, PAGE_SIZE);
 399                 ntfs_debug("Read outside i_size - truncated?");
 400                 goto done;
 401         }
 402         /*
 403          * This can potentially happen because we clear PageUptodate() during
 404          * ntfs_writepage() of MstProtected() attributes.
 405          */
 406         if (PageUptodate(page)) {
 407                 unlock_page(page);
 408                 return 0;
 409         }
 410         ni = NTFS_I(vi);
 411         /*
 412          * Only $DATA attributes can be encrypted and only unnamed $DATA
 413          * attributes can be compressed.  Index root can have the flags set but
 414          * this means to create compressed/encrypted files, not that the
 415          * attribute is compressed/encrypted.  Note we need to check for
 416          * AT_INDEX_ALLOCATION since this is the type of both directory and
 417          * index inodes.
 418          */
 419         if (ni->type != AT_INDEX_ALLOCATION) {
 420                 /* If attribute is encrypted, deny access, just like NT4. */
 421                 if (NInoEncrypted(ni)) {
 422                         BUG_ON(ni->type != AT_DATA);
 423                         err = -EACCES;
 424                         goto err_out;
 425                 }
 426                 /* Compressed data streams are handled in compress.c. */
 427                 if (NInoNonResident(ni) && NInoCompressed(ni)) {
 428                         BUG_ON(ni->type != AT_DATA);
 429                         BUG_ON(ni->name_len);
 430                         return ntfs_read_compressed_block(page);
 431                 }
 432         }
 433         /* NInoNonResident() == NInoIndexAllocPresent() */
 434         if (NInoNonResident(ni)) {
 435                 /* Normal, non-resident data stream. */
 436                 return ntfs_read_block(page);
 437         }
 438         /*
 439          * Attribute is resident, implying it is not compressed or encrypted.
 440          * This also means the attribute is smaller than an mft record and
 441          * hence smaller than a page, so can simply zero out any pages with
 442          * index above 0.  Note the attribute can actually be marked compressed
 443          * but if it is resident the actual data is not compressed so we are
 444          * ok to ignore the compressed flag here.
 445          */
 446         if (unlikely(page->index > 0)) {
 447                 zero_user(page, 0, PAGE_SIZE);
 448                 goto done;
 449         }
 450         if (!NInoAttr(ni))
 451                 base_ni = ni;
 452         else
 453                 base_ni = ni->ext.base_ntfs_ino;
 454         /* Map, pin, and lock the mft record. */
 455         mrec = map_mft_record(base_ni);
 456         if (IS_ERR(mrec)) {
 457                 err = PTR_ERR(mrec);
 458                 goto err_out;
 459         }
 460         /*
 461          * If a parallel write made the attribute non-resident, drop the mft
 462          * record and retry the read_folio.
 463          */
 464         if (unlikely(NInoNonResident(ni))) {
 465                 unmap_mft_record(base_ni);
 466                 goto retry_readpage;
 467         }
 468         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(base_ni, mrec);
 469         if (unlikely(!ctx)) {
 470                 err = -ENOMEM;
 471                 goto unm_err_out;
 472         }
 473         err = ntfs_attr_lookup(ni->type, ni->name, ni->name_len,
 474                         CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx);
 475         if (unlikely(err))
 476                 goto put_unm_err_out;
 477         attr_len = le32_to_cpu(ctx->attr->data.resident.value_length);
 478         read_lock_irqsave(&ni->size_lock, flags);
 479         if (unlikely(attr_len > ni->initialized_size))
 480                 attr_len = ni->initialized_size;
 481         i_size = i_size_read(vi);
 482         read_unlock_irqrestore(&ni->size_lock, flags);
 483         if (unlikely(attr_len > i_size)) {
 484                 /* Race with shrinking truncate. */
 485                 attr_len = i_size;
 486         }
 487         addr = kmap_atomic(page);
 488         /* Copy the data to the page. */
 489         memcpy(addr, (u8*)ctx->attr +
 490                         le16_to_cpu(ctx->attr->data.resident.value_offset),
 491                         attr_len);
 492         /* Zero the remainder of the page. */
 493         memset(addr + attr_len, 0, PAGE_SIZE - attr_len);
 494         flush_dcache_page(page);
 495         kunmap_atomic(addr);
 496 put_unm_err_out:
 497         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
 498 unm_err_out:
 499         unmap_mft_record(base_ni);
 500 done:
 501         SetPageUptodate(page);
 502 err_out:
 503         unlock_page(page);
 504         return err;
 505 }
 506
 507 #ifdef NTFS_RW
 508
 509 /**
 510  * ntfs_write_block - write a @page to the backing store
 511  * @page:       page cache page to write out
 512  * @wbc:        writeback control structure
 513  *
 514  * This function is for writing pages belonging to non-resident, non-mst
 515  * protected attributes to their backing store.
 516  *
 517  * For a page with buffers, map and write the dirty buffers asynchronously
 518  * under page writeback. For a page without buffers, create buffers for the
 519  * page, then proceed as above.
 520  *
 521  * If a page doesn't have buffers the page dirty state is definitive. If a page
 522  * does have buffers, the page dirty state is just a hint, and the buffer dirty
 523  * state is definitive. (A hint which has rules: dirty buffers against a clean
 524  * page is illegal. Other combinations are legal and need to be handled. In
 525  * particular a dirty page containing clean buffers for example.)
 526  *
 527  * Return 0 on success and -errno on error.
 528  *
 529  * Based on ntfs_read_block() and __block_write_full_page().
 530  */
 531 static int ntfs_write_block(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 532 {
 533         VCN vcn;
 534         LCN lcn;
 535         s64 initialized_size;
 536         loff_t i_size;
 537         sector_t block, dblock, iblock;
 538         struct inode *vi;
 539         ntfs_inode *ni;
 540         ntfs_volume *vol;
 541         runlist_element *rl;
 542         struct buffer_head *bh, *head;
 543         unsigned long flags;
 544         unsigned int blocksize, vcn_ofs;
 545         int err;
 546         bool need_end_writeback;
 547         unsigned char blocksize_bits;
 548
 549         vi = page->mapping->host;
 550         ni = NTFS_I(vi);
 551         vol = ni->vol;
 552
 553         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx, attribute type 0x%x, page index "
 554                         "0x%lx.", ni->mft_no, ni->type, page->index);
 555
 556         BUG_ON(!NInoNonResident(ni));
 557         BUG_ON(NInoMstProtected(ni));
 558         blocksize = vol->sb->s_blocksize;
 559         blocksize_bits = vol->sb->s_blocksize_bits;
 560         if (!page_has_buffers(page)) {
 561                 BUG_ON(!PageUptodate(page));
 562                 create_empty_buffers(page, blocksize,
 563                                 (1 << BH_Uptodate) | (1 << BH_Dirty));
 564                 if (unlikely(!page_has_buffers(page))) {
 565                         ntfs_warning(vol->sb, "Error allocating page "
 566                                         "buffers.  Redirtying page so we try "
 567                                         "again later.");
 568                         /*
 569                          * Put the page back on mapping->dirty_pages, but leave
 570                          * its buffers' dirty state as-is.
 571                          */
 572                         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
 573                         unlock_page(page);
 574                         return 0;
 575                 }
 576         }
 577         bh = head = page_buffers(page);
 578         BUG_ON(!bh);
 579
 580         /* NOTE: Different naming scheme to ntfs_read_block()! */
 581
 582         /* The first block in the page. */
 583         block = (s64)page->index << (PAGE_SHIFT - blocksize_bits);
 584
 585         read_lock_irqsave(&ni->size_lock, flags);
 586         i_size = i_size_read(vi);
 587         initialized_size = ni->initialized_size;
 588         read_unlock_irqrestore(&ni->size_lock, flags);
 589
 590         /* The first out of bounds block for the data size. */
 591         dblock = (i_size + blocksize - 1) >> blocksize_bits;
 592
 593         /* The last (fully or partially) initialized block. */
 594         iblock = initialized_size >> blocksize_bits;
 595
 596         /*
 597          * Be very careful.  We have no exclusion from block_dirty_folio
 598          * here, and the (potentially unmapped) buffers may become dirty at
 599          * any time.  If a buffer becomes dirty here after we've inspected it
 600          * then we just miss that fact, and the page stays dirty.
 601          *
 602          * Buffers outside i_size may be dirtied by block_dirty_folio;
 603          * handle that here by just cleaning them.
 604          */
 605
 606         /*
 607          * Loop through all the buffers in the page, mapping all the dirty
 608          * buffers to disk addresses and handling any aliases from the
 609          * underlying block device's mapping.
 610          */
 611         rl = NULL;
 612         err = 0;
 613         do {
 614                 bool is_retry = false;
 615
 616                 if (unlikely(block >= dblock)) {
 617                         /*
 618                          * Mapped buffers outside i_size will occur, because
 619                          * this page can be outside i_size when there is a
 620                          * truncate in progress. The contents of such buffers
 621                          * were zeroed by ntfs_writepage().
 622                          *
 623                          * FIXME: What about the small race window where
 624                          * ntfs_writepage() has not done any clearing because
 625                          * the page was within i_size but before we get here,
 626                          * vmtruncate() modifies i_size?
 627                          */
 628                         clear_buffer_dirty(bh);
 629                         set_buffer_uptodate(bh);
 630                         continue;
 631                 }
 632
 633                 /* Clean buffers are not written out, so no need to map them. */
 634                 if (!buffer_dirty(bh))
 635                         continue;
 636
 637                 /* Make sure we have enough initialized size. */
 638                 if (unlikely((block >= iblock) &&
 639                                 (initialized_size < i_size))) {
 640                         /*
 641                          * If this page is fully outside initialized
 642                          * size, zero out all pages between the current
 643                          * initialized size and the current page. Just
 644                          * use ntfs_read_folio() to do the zeroing
 645                          * transparently.
 646                          */
 647                         if (block > iblock) {
 648                                 // TODO:
 649                                 // For each page do:
 650                                 // - read_cache_page()
 651                                 // Again for each page do:
 652                                 // - wait_on_page_locked()
 653                                 // - Check (PageUptodate(page) &&
 654                                 //                      !PageError(page))
 655                                 // Update initialized size in the attribute and
 656                                 // in the inode.
 657                                 // Again, for each page do:
 658                                 //      block_dirty_folio();
 659                                 // put_page()
 660                                 // We don't need to wait on the writes.
 661                                 // Update iblock.
 662                         }
 663                         /*
 664                          * The current page straddles initialized size. Zero
 665                          * all non-uptodate buffers and set them uptodate (and
 666                          * dirty?). Note, there aren't any non-uptodate buffers
 667                          * if the page is uptodate.
 668                          * FIXME: For an uptodate page, the buffers may need to
 669                          * be written out because they were not initialized on
 670                          * disk before.
 671                          */
 672                         if (!PageUptodate(page)) {
 673                                 // TODO:
 674                                 // Zero any non-uptodate buffers up to i_size.
 675                                 // Set them uptodate and dirty.
 676                         }
 677                         // TODO:
 678                         // Update initialized size in the attribute and in the
 679                         // inode (up to i_size).
 680                         // Update iblock.
 681                         // FIXME: This is inefficient. Try to batch the two
 682                         // size changes to happen in one go.
 683                         ntfs_error(vol->sb, "Writing beyond initialized size "
 684                                         "is not supported yet. Sorry.");
 685                         err = -EOPNOTSUPP;
 686                         break;
 687                         // Do NOT set_buffer_new() BUT DO clear buffer range
 688                         // outside write request range.
 689                         // set_buffer_uptodate() on complete buffers as well as
 690                         // set_buffer_dirty().
 691                 }
 692
 693                 /* No need to map buffers that are already mapped. */
 694                 if (buffer_mapped(bh))
 695                         continue;
 696
 697                 /* Unmapped, dirty buffer. Need to map it. */
 698                 bh->b_bdev = vol->sb->s_bdev;
 699
 700                 /* Convert block into corresponding vcn and offset. */
 701                 vcn = (VCN)block << blocksize_bits;
 702                 vcn_ofs = vcn & vol->cluster_size_mask;
 703                 vcn >>= vol->cluster_size_bits;
 704                 if (!rl) {
 705 lock_retry_remap:
 706                         down_read(&ni->runlist.lock);
 707                         rl = ni->runlist.rl;
 708                 }
 709                 if (likely(rl != NULL)) {
 710                         /* Seek to element containing target vcn. */
 711                         while (rl->length && rl[1].vcn <= vcn)
 712                                 rl++;
 713                         lcn = ntfs_rl_vcn_to_lcn(rl, vcn);
 714                 } else
 715                         lcn = LCN_RL_NOT_MAPPED;
 716                 /* Successful remap. */
 717                 if (lcn >= 0) {
 718                         /* Setup buffer head to point to correct block. */
 719                         bh->b_blocknr = ((lcn << vol->cluster_size_bits) +
 720                                         vcn_ofs) >> blocksize_bits;
 721                         set_buffer_mapped(bh);
 722                         continue;
 723                 }
 724                 /* It is a hole, need to instantiate it. */
 725                 if (lcn == LCN_HOLE) {
 726                         u8 *kaddr;
 727                         unsigned long *bpos, *bend;
 728
 729                         /* Check if the buffer is zero. */
 730                         kaddr = kmap_atomic(page);
 731                         bpos = (unsigned long *)(kaddr + bh_offset(bh));
 732                         bend = (unsigned long *)((u8*)bpos + blocksize);
 733                         do {
 734                                 if (unlikely(*bpos))
 735                                         break;
 736                         } while (likely(++bpos < bend));
 737                         kunmap_atomic(kaddr);
 738                         if (bpos == bend) {
 739                                 /*
 740                                  * Buffer is zero and sparse, no need to write
 741                                  * it.
 742                                  */
 743                                 bh->b_blocknr = -1;
 744                                 clear_buffer_dirty(bh);
 745                                 continue;
 746                         }
 747                         // TODO: Instantiate the hole.
 748                         // clear_buffer_new(bh);
 749                         // clean_bdev_bh_alias(bh);
 750                         ntfs_error(vol->sb, "Writing into sparse regions is "
 751                                         "not supported yet. Sorry.");
 752                         err = -EOPNOTSUPP;
 753                         break;
 754                 }
 755                 /* If first try and runlist unmapped, map and retry. */
 756                 if (!is_retry && lcn == LCN_RL_NOT_MAPPED) {
 757                         is_retry = true;
 758                         /*
 759                          * Attempt to map runlist, dropping lock for
 760                          * the duration.
 761                          */
 762                         up_read(&ni->runlist.lock);
 763                         err = ntfs_map_runlist(ni, vcn);
 764                         if (likely(!err))
 765                                 goto lock_retry_remap;
 766                         rl = NULL;
 767                 } else if (!rl)
 768                         up_read(&ni->runlist.lock);
 769                 /*
 770                  * If buffer is outside the runlist, truncate has cut it out
 771                  * of the runlist.  Just clean and clear the buffer and set it
 772                  * uptodate so it can get discarded by the VM.
 773                  */
 774                 if (err == -ENOENT || lcn == LCN_ENOENT) {
 775                         bh->b_blocknr = -1;
 776                         clear_buffer_dirty(bh);
 777                         zero_user(page, bh_offset(bh), blocksize);
 778                         set_buffer_uptodate(bh);
 779                         err = 0;
 780                         continue;
 781                 }
 782                 /* Failed to map the buffer, even after retrying. */
 783                 if (!err)
 784                         err = -EIO;
 785                 bh->b_blocknr = -1;
 786                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to write to inode 0x%lx, "
 787                                 "attribute type 0x%x, vcn 0x%llx, offset 0x%x "
 788                                 "because its location on disk could not be "
 789                                 "determined%s (error code %i).", ni->mft_no,
 790                                 ni->type, (unsigned long long)vcn,
 791                                 vcn_ofs, is_retry ? " even after "
 792                                 "retrying" : "", err);
 793                 break;
 794         } while (block++, (bh = bh->b_this_page) != head);
 795
 796         /* Release the lock if we took it. */
 797         if (rl)
 798                 up_read(&ni->runlist.lock);
 799
 800         /* For the error case, need to reset bh to the beginning. */
 801         bh = head;
 802
 803         /* Just an optimization, so ->read_folio() is not called later. */
 804         if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 805                 int uptodate = 1;
 806                 do {
 807                         if (!buffer_uptodate(bh)) {
 808                                 uptodate = 0;
 809                                 bh = head;
 810                                 break;
 811                         }
 812                 } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
 813                 if (uptodate)
 814                         SetPageUptodate(page);
 815         }
 816
 817         /* Setup all mapped, dirty buffers for async write i/o. */
 818         do {
 819                 if (buffer_mapped(bh) && buffer_dirty(bh)) {
 820                         lock_buffer(bh);
 821                         if (test_clear_buffer_dirty(bh)) {
 822                                 BUG_ON(!buffer_uptodate(bh));
 823                                 mark_buffer_async_write(bh);
 824                         } else
 825                                 unlock_buffer(bh);
 826                 } else if (unlikely(err)) {
 827                         /*
 828                          * For the error case. The buffer may have been set
 829                          * dirty during attachment to a dirty page.
 830                          */
 831                         if (err != -ENOMEM)
 832                                 clear_buffer_dirty(bh);
 833                 }
 834         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
 835
 836         if (unlikely(err)) {
 837                 // TODO: Remove the -EOPNOTSUPP check later on...
 838                 if (unlikely(err == -EOPNOTSUPP))
 839                         err = 0;
 840                 else if (err == -ENOMEM) {
 841                         ntfs_warning(vol->sb, "Error allocating memory. "
 842                                         "Redirtying page so we try again "
 843                                         "later.");
 844                         /*
 845                          * Put the page back on mapping->dirty_pages, but
 846                          * leave its buffer's dirty state as-is.
 847                          */
 848                         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
 849                         err = 0;
 850                 } else
 851                         SetPageError(page);
 852         }
 853
 854         BUG_ON(PageWriteback(page));
 855         set_page_writeback(page);       /* Keeps try_to_free_buffers() away. */
 856
 857         /* Submit the prepared buffers for i/o. */
 858         need_end_writeback = true;
 859         do {
 860                 struct buffer_head *next = bh->b_this_page;
 861                 if (buffer_async_write(bh)) {
 862                         submit_bh(REQ_OP_WRITE, 0, bh);
 863                         need_end_writeback = false;
 864                 }
 865                 bh = next;
 866         } while (bh != head);
 867         unlock_page(page);
 868
 869         /* If no i/o was started, need to end_page_writeback(). */
 870         if (unlikely(need_end_writeback))
 871                 end_page_writeback(page);
 872
 873         ntfs_debug("Done.");
 874         return err;
 875 }
 876
 877 /**
 878  * ntfs_write_mst_block - write a @page to the backing store
 879  * @page:       page cache page to write out
 880  * @wbc:        writeback control structure
 881  *
 882  * This function is for writing pages belonging to non-resident, mst protected
 883  * attributes to their backing store.  The only supported attributes are index
 884  * allocation and $MFT/$DATA.  Both directory inodes and index inodes are
 885  * supported for the index allocation case.
 886  *
 887  * The page must remain locked for the duration of the write because we apply
 888  * the mst fixups, write, and then undo the fixups, so if we were to unlock the
 889  * page before undoing the fixups, any other user of the page will see the
 890  * page contents as corrupt.
 891  *
 892  * We clear the page uptodate flag for the duration of the function to ensure
 893  * exclusion for the $MFT/$DATA case against someone mapping an mft record we
 894  * are about to apply the mst fixups to.
 895  *
 896  * Return 0 on success and -errno on error.
 897  *
 898  * Based on ntfs_write_block(), ntfs_mft_writepage(), and
 899  * write_mft_record_nolock().
 900  */
 901 static int ntfs_write_mst_block(struct page *page,
 902                 struct writeback_control *wbc)
 903 {
 904         sector_t block, dblock, rec_block;
 905         struct inode *vi = page->mapping->host;
 906         ntfs_inode *ni = NTFS_I(vi);
 907         ntfs_volume *vol = ni->vol;
 908         u8 *kaddr;
 909         unsigned int rec_size = ni->itype.index.block_size;
 910         ntfs_inode *locked_nis[PAGE_SIZE / NTFS_BLOCK_SIZE];
 911         struct buffer_head *bh, *head, *tbh, *rec_start_bh;
 912         struct buffer_head *bhs[MAX_BUF_PER_PAGE];
 913         runlist_element *rl;
 914         int i, nr_locked_nis, nr_recs, nr_bhs, max_bhs, bhs_per_rec, err, err2;
 915         unsigned bh_size, rec_size_bits;
 916         bool sync, is_mft, page_is_dirty, rec_is_dirty;
 917         unsigned char bh_size_bits;
 918
 919         if (WARN_ON(rec_size < NTFS_BLOCK_SIZE))
 920                 return -EINVAL;
 921
 922         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx, attribute type 0x%x, page index "
 923                         "0x%lx.", vi->i_ino, ni->type, page->index);
 924         BUG_ON(!NInoNonResident(ni));
 925         BUG_ON(!NInoMstProtected(ni));
 926         is_mft = (S_ISREG(vi->i_mode) && !vi->i_ino);
 927         /*
 928          * NOTE: ntfs_write_mst_block() would be called for $MFTMirr if a page
 929          * in its page cache were to be marked dirty.  However this should
 930          * never happen with the current driver and considering we do not
 931          * handle this case here we do want to BUG(), at least for now.
 932          */
 933         BUG_ON(!(is_mft || S_ISDIR(vi->i_mode) ||
 934                         (NInoAttr(ni) && ni->type == AT_INDEX_ALLOCATION)));
 935         bh_size = vol->sb->s_blocksize;
 936         bh_size_bits = vol->sb->s_blocksize_bits;
 937         max_bhs = PAGE_SIZE / bh_size;
 938         BUG_ON(!max_bhs);
 939         BUG_ON(max_bhs > MAX_BUF_PER_PAGE);
 940
 941         /* Were we called for sync purposes? */
 942         sync = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL);
 943
 944         /* Make sure we have mapped buffers. */
 945         bh = head = page_buffers(page);
 946         BUG_ON(!bh);
 947
 948         rec_size_bits = ni->itype.index.block_size_bits;
 949         BUG_ON(!(PAGE_SIZE >> rec_size_bits));
 950         bhs_per_rec = rec_size >> bh_size_bits;
 951         BUG_ON(!bhs_per_rec);
 952
 953         /* The first block in the page. */
 954         rec_block = block = (sector_t)page->index <<
 955                         (PAGE_SHIFT - bh_size_bits);
 956
 957         /* The first out of bounds block for the data size. */
 958         dblock = (i_size_read(vi) + bh_size - 1) >> bh_size_bits;
 959
 960         rl = NULL;
 961         err = err2 = nr_bhs = nr_recs = nr_locked_nis = 0;
 962         page_is_dirty = rec_is_dirty = false;
 963         rec_start_bh = NULL;
 964         do {
 965                 bool is_retry = false;
 966
 967                 if (likely(block < rec_block)) {
 968                         if (unlikely(block >= dblock)) {
 969                                 clear_buffer_dirty(bh);
 970                                 set_buffer_uptodate(bh);
 971                                 continue;
 972                         }
 973                         /*
 974                          * This block is not the first one in the record.  We
 975                          * ignore the buffer's dirty state because we could
 976                          * have raced with a parallel mark_ntfs_record_dirty().
 977                          */
 978                         if (!rec_is_dirty)
 979                                 continue;
 980                         if (unlikely(err2)) {
 981                                 if (err2 != -ENOMEM)
 982                                         clear_buffer_dirty(bh);
 983                                 continue;
 984                         }
 985                 } else /* if (block == rec_block) */ {
 986                         BUG_ON(block > rec_block);
 987                         /* This block is the first one in the record. */
 988                         rec_block += bhs_per_rec;
 989                         err2 = 0;
 990                         if (unlikely(block >= dblock)) {
 991                                 clear_buffer_dirty(bh);
 992                                 continue;
 993                         }
 994                         if (!buffer_dirty(bh)) {
 995                                 /* Clean records are not written out. */
 996                                 rec_is_dirty = false;
 997                                 continue;
 998                         }
 999                         rec_is_dirty = true;
1000                         rec_start_bh = bh;
1001                 }
1002                 /* Need to map the buffer if it is not mapped already. */
1003                 if (unlikely(!buffer_mapped(bh))) {
1004                         VCN vcn;
1005                         LCN lcn;
1006                         unsigned int vcn_ofs;
1007
1008                         bh->b_bdev = vol->sb->s_bdev;
1009                         /* Obtain the vcn and offset of the current block. */
1010                         vcn = (VCN)block << bh_size_bits;
1011                         vcn_ofs = vcn & vol->cluster_size_mask;
1012                         vcn >>= vol->cluster_size_bits;
1013                         if (!rl) {
1014 lock_retry_remap:
1015                                 down_read(&ni->runlist.lock);
1016                                 rl = ni->runlist.rl;
1017                         }
1018                         if (likely(rl != NULL)) {
1019                                 /* Seek to element containing target vcn. */
1020                                 while (rl->length && rl[1].vcn <= vcn)
1021                                         rl++;
1022                                 lcn = ntfs_rl_vcn_to_lcn(rl, vcn);
1023                         } else
1024                                 lcn = LCN_RL_NOT_MAPPED;
1025                         /* Successful remap. */
1026                         if (likely(lcn >= 0)) {
1027                                 /* Setup buffer head to correct block. */
1028                                 bh->b_blocknr = ((lcn <<
1029                                                 vol->cluster_size_bits) +
1030                                                 vcn_ofs) >> bh_size_bits;
1031                                 set_buffer_mapped(bh);
1032                         } else {
1033                                 /*
1034                                  * Remap failed.  Retry to map the runlist once
1035                                  * unless we are working on $MFT which always
1036                                  * has the whole of its runlist in memory.
1037                                  */
1038                                 if (!is_mft && !is_retry &&
1039                                                 lcn == LCN_RL_NOT_MAPPED) {
1040                                         is_retry = true;
1041                                         /*
1042                                          * Attempt to map runlist, dropping
1043                                          * lock for the duration.
1044                                          */
1045                                         up_read(&ni->runlist.lock);
1046                                         err2 = ntfs_map_runlist(ni, vcn);
1047                                         if (likely(!err2))
1048                                                 goto lock_retry_remap;
1049                                         if (err2 == -ENOMEM)
1050                                                 page_is_dirty = true;
1051                                         lcn = err2;
1052                                 } else {
1053                                         err2 = -EIO;
1054                                         if (!rl)
1055                                                 up_read(&ni->runlist.lock);
1056                                 }
1057                                 /* Hard error.  Abort writing this record. */
1058                                 if (!err || err == -ENOMEM)
1059                                         err = err2;
1060                                 bh->b_blocknr = -1;
1061                                 ntfs_error(vol->sb, "Cannot write ntfs record "
1062                                                 "0x%llx (inode 0x%lx, "
1063                                                 "attribute type 0x%x) because "
1064                                                 "its location on disk could "
1065                                                 "not be determined (error "
1066                                                 "code %lli).",
1067                                                 (long long)block <<
1068                                                 bh_size_bits >>
1069                                                 vol->mft_record_size_bits,
1070                                                 ni->mft_no, ni->type,
1071                                                 (long long)lcn);
1072                                 /*
1073                                  * If this is not the first buffer, remove the
1074                                  * buffers in this record from the list of
1075                                  * buffers to write and clear their dirty bit
1076                                  * if not error -ENOMEM.
1077                                  */
1078                                 if (rec_start_bh != bh) {
1079                                         while (bhs[--nr_bhs] != rec_start_bh)
1080                                                 ;
1081                                         if (err2 != -ENOMEM) {
1082                                                 do {
1083                                                         clear_buffer_dirty(
1084                                                                 rec_start_bh);
1085                                                 } while ((rec_start_bh =
1086                                                                 rec_start_bh->
1087                                                                 b_this_page) !=
1088                                                                 bh);
1089                                         }
1090                                 }
1091                                 continue;
1092                         }
1093                 }
1094                 BUG_ON(!buffer_uptodate(bh));
1095                 BUG_ON(nr_bhs >= max_bhs);
1096                 bhs[nr_bhs++] = bh;
1097         } while (block++, (bh = bh->b_this_page) != head);
1098         if (unlikely(rl))
1099                 up_read(&ni->runlist.lock);
1100         /* If there were no dirty buffers, we are done. */
1101         if (!nr_bhs)
1102                 goto done;
1103         /* Map the page so we can access its contents. */
1104         kaddr = kmap(page);
1105         /* Clear the page uptodate flag whilst the mst fixups are applied. */
1106         BUG_ON(!PageUptodate(page));
1107         ClearPageUptodate(page);
1108         for (i = 0; i < nr_bhs; i++) {
1109                 unsigned int ofs;
1110
1111                 /* Skip buffers which are not at the beginning of records. */
1112                 if (i % bhs_per_rec)
1113                         continue;
1114                 tbh = bhs[i];
1115                 ofs = bh_offset(tbh);
1116                 if (is_mft) {
1117                         ntfs_inode *tni;
1118                         unsigned long mft_no;
1119
1120                         /* Get the mft record number. */
1121                         mft_no = (((s64)page->index << PAGE_SHIFT) + ofs)
1122                                         >> rec_size_bits;
1123                         /* Check whether to write this mft record. */
1124                         tni = NULL;
1125                         if (!ntfs_may_write_mft_record(vol, mft_no,
1126                                         (MFT_RECORD*)(kaddr + ofs), &tni)) {
1127                                 /*
1128                                  * The record should not be written.  This
1129                                  * means we need to redirty the page before
1130                                  * returning.
1131                                  */
1132                                 page_is_dirty = true;
1133                                 /*
1134                                  * Remove the buffers in this mft record from
1135                                  * the list of buffers to write.
1136                                  */
1137                                 do {
1138                                         bhs[i] = NULL;
1139                                 } while (++i % bhs_per_rec);
1140                                 continue;
1141                         }
1142                         /*
1143                          * The record should be written.  If a locked ntfs
1144                          * inode was returned, add it to the array of locked
1145                          * ntfs inodes.
1146                          */
1147                         if (tni)
1148                                 locked_nis[nr_locked_nis++] = tni;
1149                 }
1150                 /* Apply the mst protection fixups. */
1151                 err2 = pre_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)(kaddr + ofs),
1152                                 rec_size);
1153                 if (unlikely(err2)) {
1154                         if (!err || err == -ENOMEM)
1155                                 err = -EIO;
1156                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to apply mst fixups "
1157                                         "(inode 0x%lx, attribute type 0x%x, "
1158                                         "page index 0x%lx, page offset 0x%x)!"
1159                                         "  Unmount and run chkdsk.", vi->i_ino,
1160                                         ni->type, page->index, ofs);
1161                         /*
1162                          * Mark all the buffers in this record clean as we do
1163                          * not want to write corrupt data to disk.
1164                          */
1165                         do {
1166                                 clear_buffer_dirty(bhs[i]);
1167                                 bhs[i] = NULL;
1168                         } while (++i % bhs_per_rec);
1169                         continue;
1170                 }
1171                 nr_recs++;
1172         }
1173         /* If no records are to be written out, we are done. */
1174         if (!nr_recs)
1175                 goto unm_done;
1176         flush_dcache_page(page);
1177         /* Lock buffers and start synchronous write i/o on them. */
1178         for (i = 0; i < nr_bhs; i++) {
1179                 tbh = bhs[i];
1180                 if (!tbh)
1181                         continue;
1182                 if (!trylock_buffer(tbh))
1183                         BUG();
1184                 /* The buffer dirty state is now irrelevant, just clean it. */
1185                 clear_buffer_dirty(tbh);
1186                 BUG_ON(!buffer_uptodate(tbh));
1187                 BUG_ON(!buffer_mapped(tbh));
1188                 get_bh(tbh);
1189                 tbh->b_end_io = end_buffer_write_sync;
1190                 submit_bh(REQ_OP_WRITE, 0, tbh);
1191         }
1192         /* Synchronize the mft mirror now if not @sync. */
1193         if (is_mft && !sync)
1194                 goto do_mirror;
1195 do_wait:
1196         /* Wait on i/o completion of buffers. */
1197         for (i = 0; i < nr_bhs; i++) {
1198                 tbh = bhs[i];
1199                 if (!tbh)
1200                         continue;
1201                 wait_on_buffer(tbh);
1202                 if (unlikely(!buffer_uptodate(tbh))) {
1203                         ntfs_error(vol->sb, "I/O error while writing ntfs "
1204                                         "record buffer (inode 0x%lx, "
1205                                         "attribute type 0x%x, page index "
1206                                         "0x%lx, page offset 0x%lx)!  Unmount "
1207                                         "and run chkdsk.", vi->i_ino, ni->type,
1208                                         page->index, bh_offset(tbh));
1209                         if (!err || err == -ENOMEM)
1210                                 err = -EIO;
1211                         /*
1212                          * Set the buffer uptodate so the page and buffer
1213                          * states do not become out of sync.
1214                          */
1215                         set_buffer_uptodate(tbh);
1216                 }
1217         }
1218         /* If @sync, now synchronize the mft mirror. */
1219         if (is_mft && sync) {
1220 do_mirror:
1221                 for (i = 0; i < nr_bhs; i++) {
1222                         unsigned long mft_no;
1223                         unsigned int ofs;
1224
1225                         /*
1226                          * Skip buffers which are not at the beginning of
1227                          * records.
1228                          */
1229                         if (i % bhs_per_rec)
1230                                 continue;
1231                         tbh = bhs[i];
1232                         /* Skip removed buffers (and hence records). */
1233                         if (!tbh)
1234                                 continue;
1235                         ofs = bh_offset(tbh);
1236                         /* Get the mft record number. */
1237                         mft_no = (((s64)page->index << PAGE_SHIFT) + ofs)
1238                                         >> rec_size_bits;
1239                         if (mft_no < vol->mftmirr_size)
1240                                 ntfs_sync_mft_mirror(vol, mft_no,
1241                                                 (MFT_RECORD*)(kaddr + ofs),
1242                                                 sync);
1243                 }
1244                 if (!sync)
1245                         goto do_wait;
1246         }
1247         /* Remove the mst protection fixups again. */
1248         for (i = 0; i < nr_bhs; i++) {
1249                 if (!(i % bhs_per_rec)) {
1250                         tbh = bhs[i];
1251                         if (!tbh)
1252                                 continue;
1253                         post_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)(kaddr +
1254                                         bh_offset(tbh)));
1255                 }
1256         }
1257         flush_dcache_page(page);
1258 unm_done:
1259         /* Unlock any locked inodes. */
1260         while (nr_locked_nis-- > 0) {
1261                 ntfs_inode *tni, *base_tni;
1262
1263                 tni = locked_nis[nr_locked_nis];
1264                 /* Get the base inode. */
1265                 mutex_lock(&tni->extent_lock);
1266                 if (tni->nr_extents >= 0)
1267                         base_tni = tni;
1268                 else {
1269                         base_tni = tni->ext.base_ntfs_ino;
1270                         BUG_ON(!base_tni);
1271                 }
1272                 mutex_unlock(&tni->extent_lock);
1273                 ntfs_debug("Unlocking %s inode 0x%lx.",
1274                                 tni == base_tni ? "base" : "extent",
1275                                 tni->mft_no);
1276                 mutex_unlock(&tni->mrec_lock);
1277                 atomic_dec(&tni->count);
1278                 iput(VFS_I(base_tni));
1279         }
1280         SetPageUptodate(page);
1281         kunmap(page);
1282 done:
1283         if (unlikely(err && err != -ENOMEM)) {
1284                 /*
1285                  * Set page error if there is only one ntfs record in the page.
1286                  * Otherwise we would loose per-record granularity.
1287                  */
1288                 if (ni->itype.index.block_size == PAGE_SIZE)
1289                         SetPageError(page);
1290                 NVolSetErrors(vol);
1291         }
1292         if (page_is_dirty) {
1293                 ntfs_debug("Page still contains one or more dirty ntfs "
1294                                 "records.  Redirtying the page starting at "
1295                                 "record 0x%lx.", page->index <<
1296                                 (PAGE_SHIFT - rec_size_bits));
1297                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1298                 unlock_page(page);
1299         } else {
1300                 /*
1301                  * Keep the VM happy.  This must be done otherwise the
1302                  * radix-tree tag PAGECACHE_TAG_DIRTY remains set even though
1303                  * the page is clean.
1304                  */
1305                 BUG_ON(PageWriteback(page));
1306                 set_page_writeback(page);
1307                 unlock_page(page);
1308                 end_page_writeback(page);
1309         }
1310         if (likely(!err))
1311                 ntfs_debug("Done.");
1312         return err;
1313 }
1314
1315 /**
1316  * ntfs_writepage - write a @page to the backing store
1317  * @page:       page cache page to write out
1318  * @wbc:        writeback control structure
1319  *
1320  * This is called from the VM when it wants to have a dirty ntfs page cache
1321  * page cleaned.  The VM has already locked the page and marked it clean.
1322  *
1323  * For non-resident attributes, ntfs_writepage() writes the @page by calling
1324  * the ntfs version of the generic block_write_full_page() function,
1325  * ntfs_write_block(), which in turn if necessary creates and writes the
1326  * buffers associated with the page asynchronously.
1327  *
1328  * For resident attributes, OTOH, ntfs_writepage() writes the @page by copying
1329  * the data to the mft record (which at this stage is most likely in memory).
1330  * The mft record is then marked dirty and written out asynchronously via the
1331  * vfs inode dirty code path for the inode the mft record belongs to or via the
1332  * vm page dirty code path for the page the mft record is in.
1333  *
1334  * Based on ntfs_read_folio() and fs/buffer.c::block_write_full_page().
1335  *
1336  * Return 0 on success and -errno on error.
1337  */
1338 static int ntfs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
1339 {
1340         loff_t i_size;
1341         struct inode *vi = page->mapping->host;
1342         ntfs_inode *base_ni = NULL, *ni = NTFS_I(vi);
1343         char *addr;
1344         ntfs_attr_search_ctx *ctx = NULL;
1345         MFT_RECORD *m = NULL;
1346         u32 attr_len;
1347         int err;
1348
1349 retry_writepage:
1350         BUG_ON(!PageLocked(page));
1351         i_size = i_size_read(vi);
1352         /* Is the page fully outside i_size? (truncate in progress) */
1353         if (unlikely(page->index >= (i_size + PAGE_SIZE - 1) >>
1354                         PAGE_SHIFT)) {
1355                 struct folio *folio = page_folio(page);
1356                 /*
1357                  * The page may have dirty, unmapped buffers.  Make them
1358                  * freeable here, so the page does not leak.
1359                  */
1360                 block_invalidate_folio(folio, 0, folio_size(folio));
1361                 folio_unlock(folio);
1362                 ntfs_debug("Write outside i_size - truncated?");
1363                 return 0;
1364         }
1365         /*
1366          * Only $DATA attributes can be encrypted and only unnamed $DATA
1367          * attributes can be compressed.  Index root can have the flags set but
1368          * this means to create compressed/encrypted files, not that the
1369          * attribute is compressed/encrypted.  Note we need to check for
1370          * AT_INDEX_ALLOCATION since this is the type of both directory and
1371          * index inodes.
1372          */
1373         if (ni->type != AT_INDEX_ALLOCATION) {
1374                 /* If file is encrypted, deny access, just like NT4. */
1375                 if (NInoEncrypted(ni)) {
1376                         unlock_page(page);
1377                         BUG_ON(ni->type != AT_DATA);
1378                         ntfs_debug("Denying write access to encrypted file.");
1379                         return -EACCES;
1380                 }
1381                 /* Compressed data streams are handled in compress.c. */
1382                 if (NInoNonResident(ni) && NInoCompressed(ni)) {
1383                         BUG_ON(ni->type != AT_DATA);
1384                         BUG_ON(ni->name_len);
1385                         // TODO: Implement and replace this with
1386                         // return ntfs_write_compressed_block(page);
1387                         unlock_page(page);
1388                         ntfs_error(vi->i_sb, "Writing to compressed files is "
1389                                         "not supported yet.  Sorry.");
1390                         return -EOPNOTSUPP;
1391                 }
1392                 // TODO: Implement and remove this check.
1393                 if (NInoNonResident(ni) && NInoSparse(ni)) {
1394                         unlock_page(page);
1395                         ntfs_error(vi->i_sb, "Writing to sparse files is not "
1396                                         "supported yet.  Sorry.");
1397                         return -EOPNOTSUPP;
1398                 }
1399         }
1400         /* NInoNonResident() == NInoIndexAllocPresent() */
1401         if (NInoNonResident(ni)) {
1402                 /* We have to zero every time due to mmap-at-end-of-file. */
1403                 if (page->index >= (i_size >> PAGE_SHIFT)) {
1404                         /* The page straddles i_size. */
1405                         unsigned int ofs = i_size & ~PAGE_MASK;
1406                         zero_user_segment(page, ofs, PAGE_SIZE);
1407                 }
1408                 /* Handle mst protected attributes. */
1409                 if (NInoMstProtected(ni))
1410                         return ntfs_write_mst_block(page, wbc);
1411                 /* Normal, non-resident data stream. */
1412                 return ntfs_write_block(page, wbc);
1413         }
1414         /*
1415          * Attribute is resident, implying it is not compressed, encrypted, or
1416          * mst protected.  This also means the attribute is smaller than an mft
1417          * record and hence smaller than a page, so can simply return error on
1418          * any pages with index above 0.  Note the attribute can actually be
1419          * marked compressed but if it is resident the actual data is not
1420          * compressed so we are ok to ignore the compressed flag here.
1421          */
1422         BUG_ON(page_has_buffers(page));
1423         BUG_ON(!PageUptodate(page));
1424         if (unlikely(page->index > 0)) {
1425                 ntfs_error(vi->i_sb, "BUG()! page->index (0x%lx) > 0.  "
1426                                 "Aborting write.", page->index);
1427                 BUG_ON(PageWriteback(page));
1428                 set_page_writeback(page);
1429                 unlock_page(page);
1430                 end_page_writeback(page);
1431                 return -EIO;
1432         }
1433         if (!NInoAttr(ni))
1434                 base_ni = ni;
1435         else
1436                 base_ni = ni->ext.base_ntfs_ino;
1437         /* Map, pin, and lock the mft record. */
1438         m = map_mft_record(base_ni);
1439         if (IS_ERR(m)) {
1440                 err = PTR_ERR(m);
1441                 m = NULL;
1442                 ctx = NULL;
1443                 goto err_out;
1444         }
1445         /*
1446          * If a parallel write made the attribute non-resident, drop the mft
1447          * record and retry the writepage.
1448          */
1449         if (unlikely(NInoNonResident(ni))) {
1450                 unmap_mft_record(base_ni);
1451                 goto retry_writepage;
1452         }
1453         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(base_ni, m);
1454         if (unlikely(!ctx)) {
1455                 err = -ENOMEM;
1456                 goto err_out;
1457         }
1458         err = ntfs_attr_lookup(ni->type, ni->name, ni->name_len,
1459                         CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx);
1460         if (unlikely(err))
1461                 goto err_out;
1462         /*
1463          * Keep the VM happy.  This must be done otherwise the radix-tree tag
1464          * PAGECACHE_TAG_DIRTY remains set even though the page is clean.
1465          */
1466         BUG_ON(PageWriteback(page));
1467         set_page_writeback(page);
1468         unlock_page(page);
1469         attr_len = le32_to_cpu(ctx->attr->data.resident.value_length);
1470         i_size = i_size_read(vi);
1471         if (unlikely(attr_len > i_size)) {
1472                 /* Race with shrinking truncate or a failed truncate. */
1473                 attr_len = i_size;
1474                 /*
1475                  * If the truncate failed, fix it up now.  If a concurrent
1476                  * truncate, we do its job, so it does not have to do anything.
1477                  */
1478                 err = ntfs_resident_attr_value_resize(ctx->mrec, ctx->attr,
1479                                 attr_len);
1480                 /* Shrinking cannot fail. */
1481                 BUG_ON(err);
1482         }
1483         addr = kmap_atomic(page);
1484         /* Copy the data from the page to the mft record. */
1485         memcpy((u8*)ctx->attr +
1486                         le16_to_cpu(ctx->attr->data.resident.value_offset),
1487                         addr, attr_len);
1488         /* Zero out of bounds area in the page cache page. */
1489         memset(addr + attr_len, 0, PAGE_SIZE - attr_len);
1490         kunmap_atomic(addr);
1491         flush_dcache_page(page);
1492         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1493         /* We are done with the page. */
1494         end_page_writeback(page);
1495         /* Finally, mark the mft record dirty, so it gets written back. */
1496         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1497         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1498         unmap_mft_record(base_ni);
1499         return 0;
1500 err_out:
1501         if (err == -ENOMEM) {
1502                 ntfs_warning(vi->i_sb, "Error allocating memory. Redirtying "
1503                                 "page so we try again later.");
1504                 /*
1505                  * Put the page back on mapping->dirty_pages, but leave its
1506                  * buffers' dirty state as-is.
1507                  */
1508                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1509                 err = 0;
1510         } else {
1511                 ntfs_error(vi->i_sb, "Resident attribute write failed with "
1512                                 "error %i.", err);
1513                 SetPageError(page);
1514                 NVolSetErrors(ni->vol);
1515         }
1516         unlock_page(page);
1517         if (ctx)
1518                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1519         if (m)
1520                 unmap_mft_record(base_ni);
1521         return err;
1522 }
1523
1524 #endif  /* NTFS_RW */
1525
1526 /**
1527  * ntfs_bmap - map logical file block to physical device block
1528  * @mapping:    address space mapping to which the block to be mapped belongs
1529  * @block:      logical block to map to its physical device block
1530  *
1531  * For regular, non-resident files (i.e. not compressed and not encrypted), map
1532  * the logical @block belonging to the file described by the address space
1533  * mapping @mapping to its physical device block.
1534  *
1535  * The size of the block is equal to the @s_blocksize field of the super block
1536  * of the mounted file system which is guaranteed to be smaller than or equal
1537  * to the cluster size thus the block is guaranteed to fit entirely inside the
1538  * cluster which means we do not need to care how many contiguous bytes are
1539  * available after the beginning of the block.
1540  *
1541  * Return the physical device block if the mapping succeeded or 0 if the block
1542  * is sparse or there was an error.
1543  *
1544  * Note: This is a problem if someone tries to run bmap() on $Boot system file
1545  * as that really is in block zero but there is nothing we can do.  bmap() is
1546  * just broken in that respect (just like it cannot distinguish sparse from
1547  * not available or error).
1548  */
1549 static sector_t ntfs_bmap(struct address_space *mapping, sector_t block)
1550 {
1551         s64 ofs, size;
1552         loff_t i_size;
1553         LCN lcn;
1554         unsigned long blocksize, flags;
1555         ntfs_inode *ni = NTFS_I(mapping->host);
1556         ntfs_volume *vol = ni->vol;
1557         unsigned delta;
1558         unsigned char blocksize_bits, cluster_size_shift;
1559
1560         ntfs_debug("Entering for mft_no 0x%lx, logical block 0x%llx.",
1561                         ni->mft_no, (unsigned long long)block);
1562         if (ni->type != AT_DATA || !NInoNonResident(ni) || NInoEncrypted(ni)) {
1563                 ntfs_error(vol->sb, "BMAP does not make sense for %s "
1564                                 "attributes, returning 0.",
1565                                 (ni->type != AT_DATA) ? "non-data" :
1566                                 (!NInoNonResident(ni) ? "resident" :
1567                                 "encrypted"));
1568                 return 0;
1569         }
1570         /* None of these can happen. */
1571         BUG_ON(NInoCompressed(ni));
1572         BUG_ON(NInoMstProtected(ni));
1573         blocksize = vol->sb->s_blocksize;
1574         blocksize_bits = vol->sb->s_blocksize_bits;
1575         ofs = (s64)block << blocksize_bits;
1576         read_lock_irqsave(&ni->size_lock, flags);
1577         size = ni->initialized_size;
1578         i_size = i_size_read(VFS_I(ni));
1579         read_unlock_irqrestore(&ni->size_lock, flags);
1580         /*
1581          * If the offset is outside the initialized size or the block straddles
1582          * the initialized size then pretend it is a hole unless the
1583          * initialized size equals the file size.
1584          */
1585         if (unlikely(ofs >= size || (ofs + blocksize > size && size < i_size)))
1586                 goto hole;
1587         cluster_size_shift = vol->cluster_size_bits;
1588         down_read(&ni->runlist.lock);
1589         lcn = ntfs_attr_vcn_to_lcn_nolock(ni, ofs >> cluster_size_shift, false);
1590         up_read(&ni->runlist.lock);
1591         if (unlikely(lcn < LCN_HOLE)) {
1592                 /*
1593                  * Step down to an integer to avoid gcc doing a long long
1594                  * comparision in the switch when we know @lcn is between
1595                  * LCN_HOLE and LCN_EIO (i.e. -1 to -5).
1596                  *
1597                  * Otherwise older gcc (at least on some architectures) will
1598                  * try to use __cmpdi2() which is of course not available in
1599                  * the kernel.
1600                  */
1601                 switch ((int)lcn) {
1602                 case LCN_ENOENT:
1603                         /*
1604                          * If the offset is out of bounds then pretend it is a
1605                          * hole.
1606                          */
1607                         goto hole;
1608                 case LCN_ENOMEM:
1609                         ntfs_error(vol->sb, "Not enough memory to complete "
1610                                         "mapping for inode 0x%lx.  "
1611                                         "Returning 0.", ni->mft_no);
1612                         break;
1613                 default:
1614                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to complete mapping for "
1615                                         "inode 0x%lx.  Run chkdsk.  "
1616                                         "Returning 0.", ni->mft_no);
1617                         break;
1618                 }
1619                 return 0;
1620         }
1621         if (lcn < 0) {
1622                 /* It is a hole. */
1623 hole:
1624                 ntfs_debug("Done (returning hole).");
1625                 return 0;
1626         }
1627         /*
1628          * The block is really allocated and fullfils all our criteria.
1629          * Convert the cluster to units of block size and return the result.
1630          */
1631         delta = ofs & vol->cluster_size_mask;
1632         if (unlikely(sizeof(block) < sizeof(lcn))) {
1633                 block = lcn = ((lcn << cluster_size_shift) + delta) >>
1634                                 blocksize_bits;
1635                 /* If the block number was truncated return 0. */
1636                 if (unlikely(block != lcn)) {
1637                         ntfs_error(vol->sb, "Physical block 0x%llx is too "
1638                                         "large to be returned, returning 0.",
1639                                         (long long)lcn);
1640                         return 0;
1641                 }
1642         } else
1643                 block = ((lcn << cluster_size_shift) + delta) >>
1644                                 blocksize_bits;
1645         ntfs_debug("Done (returning block 0x%llx).", (unsigned long long)lcn);
1646         return block;
1647 }
1648
1649 /**
1650  * ntfs_normal_aops - address space operations for normal inodes and attributes
1651  *
1652  * Note these are not used for compressed or mst protected inodes and
1653  * attributes.
1654  */
1655 const struct address_space_operations ntfs_normal_aops = {
1656         .read_folio     = ntfs_read_folio,
1657 #ifdef NTFS_RW
1658         .writepage      = ntfs_writepage,
1659         .dirty_folio    = block_dirty_folio,
1660 #endif /* NTFS_RW */
1661         .bmap           = ntfs_bmap,
1662         .migratepage    = buffer_migrate_page,
1663         .is_partially_uptodate = block_is_partially_uptodate,
1664         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
1665 };
1666
1667 /**
1668  * ntfs_compressed_aops - address space operations for compressed inodes
1669  */
1670 const struct address_space_operations ntfs_compressed_aops = {
1671         .read_folio     = ntfs_read_folio,
1672 #ifdef NTFS_RW
1673         .writepage      = ntfs_writepage,
1674         .dirty_folio    = block_dirty_folio,
1675 #endif /* NTFS_RW */
1676         .migratepage    = buffer_migrate_page,
1677         .is_partially_uptodate = block_is_partially_uptodate,
1678         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
1679 };
1680
1681 /**
1682  * ntfs_mst_aops - general address space operations for mst protecteed inodes
1683  *                 and attributes
1684  */
1685 const struct address_space_operations ntfs_mst_aops = {
1686         .read_folio     = ntfs_read_folio,      /* Fill page with data. */
1687 #ifdef NTFS_RW
1688         .writepage      = ntfs_writepage,       /* Write dirty page to disk. */
1689         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
1690 #endif /* NTFS_RW */
1691         .migratepage    = buffer_migrate_page,
1692         .is_partially_uptodate  = block_is_partially_uptodate,
1693         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
1694 };
1695
1696 #ifdef NTFS_RW
1697
1698 /**
1699  * mark_ntfs_record_dirty - mark an ntfs record dirty
1700  * @page:       page containing the ntfs record to mark dirty
1701  * @ofs:        byte offset within @page at which the ntfs record begins
1702  *
1703  * Set the buffers and the page in which the ntfs record is located dirty.
1704  *
1705  * The latter also marks the vfs inode the ntfs record belongs to dirty
1706  * (I_DIRTY_PAGES only).
1707  *
1708  * If the page does not have buffers, we create them and set them uptodate.
1709  * The page may not be locked which is why we need to handle the buffers under
1710  * the mapping->private_lock.  Once the buffers are marked dirty we no longer
1711  * need the lock since try_to_free_buffers() does not free dirty buffers.
1712  */
1713 void mark_ntfs_record_dirty(struct page *page, const unsigned int ofs) {
1714         struct address_space *mapping = page->mapping;
1715         ntfs_inode *ni = NTFS_I(mapping->host);
1716         struct buffer_head *bh, *head, *buffers_to_free = NULL;
1717         unsigned int end, bh_size, bh_ofs;
1718
1719         BUG_ON(!PageUptodate(page));
1720         end = ofs + ni->itype.index.block_size;
1721         bh_size = VFS_I(ni)->i_sb->s_blocksize;
1722         spin_lock(&mapping->private_lock);
1723         if (unlikely(!page_has_buffers(page))) {
1724                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
1725                 bh = head = alloc_page_buffers(page, bh_size, true);
1726                 spin_lock(&mapping->private_lock);
1727                 if (likely(!page_has_buffers(page))) {
1728                         struct buffer_head *tail;
1729
1730                         do {
1731                                 set_buffer_uptodate(bh);
1732                                 tail = bh;
1733                                 bh = bh->b_this_page;
1734                         } while (bh);
1735                         tail->b_this_page = head;
1736                         attach_page_private(page, head);
1737                 } else
1738                         buffers_to_free = bh;
1739         }
1740         bh = head = page_buffers(page);
1741         BUG_ON(!bh);
1742         do {
1743                 bh_ofs = bh_offset(bh);
1744                 if (bh_ofs + bh_size <= ofs)
1745                         continue;
1746                 if (unlikely(bh_ofs >= end))
1747                         break;
1748                 set_buffer_dirty(bh);
1749         } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
1750         spin_unlock(&mapping->private_lock);
1751         filemap_dirty_folio(mapping, page_folio(page));
1752         if (unlikely(buffers_to_free)) {
1753                 do {
1754                         bh = buffers_to_free->b_this_page;
1755                         free_buffer_head(buffers_to_free);
1756                         buffers_to_free = bh;
1757                 } while (buffers_to_free);
1758         }
1759 }
1760
1761 #endif /* NTFS_RW */