regmap: allow to define reg_update_bits for no bus configuration
[sfrench/cifs-2.6.git] / include / linux / pagemap.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _LINUX_PAGEMAP_H
3 #define _LINUX_PAGEMAP_H
4
5 /*
6  * Copyright 1995 Linus Torvalds
7  */
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/fs.h>
10 #include <linux/list.h>
11 #include <linux/highmem.h>
12 #include <linux/compiler.h>
13 #include <linux/uaccess.h>
14 #include <linux/gfp.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/hardirq.h> /* for in_interrupt() */
17 #include <linux/hugetlb_inline.h>
18
19 struct pagevec;
20
21 static inline bool mapping_empty(struct address_space *mapping)
22 {
23         return xa_empty(&mapping->i_pages);
24 }
25
26 /*
27  * mapping_shrinkable - test if page cache state allows inode reclaim
28  * @mapping: the page cache mapping
29  *
30  * This checks the mapping's cache state for the pupose of inode
31  * reclaim and LRU management.
32  *
33  * The caller is expected to hold the i_lock, but is not required to
34  * hold the i_pages lock, which usually protects cache state. That's
35  * because the i_lock and the list_lru lock that protect the inode and
36  * its LRU state don't nest inside the irq-safe i_pages lock.
37  *
38  * Cache deletions are performed under the i_lock, which ensures that
39  * when an inode goes empty, it will reliably get queued on the LRU.
40  *
41  * Cache additions do not acquire the i_lock and may race with this
42  * check, in which case we'll report the inode as shrinkable when it
43  * has cache pages. This is okay: the shrinker also checks the
44  * refcount and the referenced bit, which will be elevated or set in
45  * the process of adding new cache pages to an inode.
46  */
47 static inline bool mapping_shrinkable(struct address_space *mapping)
48 {
49         void *head;
50
51         /*
52          * On highmem systems, there could be lowmem pressure from the
53          * inodes before there is highmem pressure from the page
54          * cache. Make inodes shrinkable regardless of cache state.
55          */
56         if (IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM))
57                 return true;
58
59         /* Cache completely empty? Shrink away. */
60         head = rcu_access_pointer(mapping->i_pages.xa_head);
61         if (!head)
62                 return true;
63
64         /*
65          * The xarray stores single offset-0 entries directly in the
66          * head pointer, which allows non-resident page cache entries
67          * to escape the shadow shrinker's list of xarray nodes. The
68          * inode shrinker needs to pick them up under memory pressure.
69          */
70         if (!xa_is_node(head) && xa_is_value(head))
71                 return true;
72
73         return false;
74 }
75
76 /*
77  * Bits in mapping->flags.
78  */
79 enum mapping_flags {
80         AS_EIO          = 0,    /* IO error on async write */
81         AS_ENOSPC       = 1,    /* ENOSPC on async write */
82         AS_MM_ALL_LOCKS = 2,    /* under mm_take_all_locks() */
83         AS_UNEVICTABLE  = 3,    /* e.g., ramdisk, SHM_LOCK */
84         AS_EXITING      = 4,    /* final truncate in progress */
85         /* writeback related tags are not used */
86         AS_NO_WRITEBACK_TAGS = 5,
87         AS_THP_SUPPORT = 6,     /* THPs supported */
88 };
89
90 /**
91  * mapping_set_error - record a writeback error in the address_space
92  * @mapping: the mapping in which an error should be set
93  * @error: the error to set in the mapping
94  *
95  * When writeback fails in some way, we must record that error so that
96  * userspace can be informed when fsync and the like are called.  We endeavor
97  * to report errors on any file that was open at the time of the error.  Some
98  * internal callers also need to know when writeback errors have occurred.
99  *
100  * When a writeback error occurs, most filesystems will want to call
101  * mapping_set_error to record the error in the mapping so that it can be
102  * reported when the application calls fsync(2).
103  */
104 static inline void mapping_set_error(struct address_space *mapping, int error)
105 {
106         if (likely(!error))
107                 return;
108
109         /* Record in wb_err for checkers using errseq_t based tracking */
110         __filemap_set_wb_err(mapping, error);
111
112         /* Record it in superblock */
113         if (mapping->host)
114                 errseq_set(&mapping->host->i_sb->s_wb_err, error);
115
116         /* Record it in flags for now, for legacy callers */
117         if (error == -ENOSPC)
118                 set_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
119         else
120                 set_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
121 }
122
123 static inline void mapping_set_unevictable(struct address_space *mapping)
124 {
125         set_bit(AS_UNEVICTABLE, &mapping->flags);
126 }
127
128 static inline void mapping_clear_unevictable(struct address_space *mapping)
129 {
130         clear_bit(AS_UNEVICTABLE, &mapping->flags);
131 }
132
133 static inline bool mapping_unevictable(struct address_space *mapping)
134 {
135         return mapping && test_bit(AS_UNEVICTABLE, &mapping->flags);
136 }
137
138 static inline void mapping_set_exiting(struct address_space *mapping)
139 {
140         set_bit(AS_EXITING, &mapping->flags);
141 }
142
143 static inline int mapping_exiting(struct address_space *mapping)
144 {
145         return test_bit(AS_EXITING, &mapping->flags);
146 }
147
148 static inline void mapping_set_no_writeback_tags(struct address_space *mapping)
149 {
150         set_bit(AS_NO_WRITEBACK_TAGS, &mapping->flags);
151 }
152
153 static inline int mapping_use_writeback_tags(struct address_space *mapping)
154 {
155         return !test_bit(AS_NO_WRITEBACK_TAGS, &mapping->flags);
156 }
157
158 static inline gfp_t mapping_gfp_mask(struct address_space * mapping)
159 {
160         return mapping->gfp_mask;
161 }
162
163 /* Restricts the given gfp_mask to what the mapping allows. */
164 static inline gfp_t mapping_gfp_constraint(struct address_space *mapping,
165                 gfp_t gfp_mask)
166 {
167         return mapping_gfp_mask(mapping) & gfp_mask;
168 }
169
170 /*
171  * This is non-atomic.  Only to be used before the mapping is activated.
172  * Probably needs a barrier...
173  */
174 static inline void mapping_set_gfp_mask(struct address_space *m, gfp_t mask)
175 {
176         m->gfp_mask = mask;
177 }
178
179 static inline bool mapping_thp_support(struct address_space *mapping)
180 {
181         return test_bit(AS_THP_SUPPORT, &mapping->flags);
182 }
183
184 static inline int filemap_nr_thps(struct address_space *mapping)
185 {
186 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
187         return atomic_read(&mapping->nr_thps);
188 #else
189         return 0;
190 #endif
191 }
192
193 static inline void filemap_nr_thps_inc(struct address_space *mapping)
194 {
195 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
196         if (!mapping_thp_support(mapping))
197                 atomic_inc(&mapping->nr_thps);
198 #else
199         WARN_ON_ONCE(1);
200 #endif
201 }
202
203 static inline void filemap_nr_thps_dec(struct address_space *mapping)
204 {
205 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
206         if (!mapping_thp_support(mapping))
207                 atomic_dec(&mapping->nr_thps);
208 #else
209         WARN_ON_ONCE(1);
210 #endif
211 }
212
213 void release_pages(struct page **pages, int nr);
214
215 struct address_space *page_mapping(struct page *);
216 struct address_space *folio_mapping(struct folio *);
217 struct address_space *swapcache_mapping(struct folio *);
218
219 /**
220  * folio_file_mapping - Find the mapping this folio belongs to.
221  * @folio: The folio.
222  *
223  * For folios which are in the page cache, return the mapping that this
224  * page belongs to.  Folios in the swap cache return the mapping of the
225  * swap file or swap device where the data is stored.  This is different
226  * from the mapping returned by folio_mapping().  The only reason to
227  * use it is if, like NFS, you return 0 from ->activate_swapfile.
228  *
229  * Do not call this for folios which aren't in the page cache or swap cache.
230  */
231 static inline struct address_space *folio_file_mapping(struct folio *folio)
232 {
233         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
234                 return swapcache_mapping(folio);
235
236         return folio->mapping;
237 }
238
239 static inline struct address_space *page_file_mapping(struct page *page)
240 {
241         return folio_file_mapping(page_folio(page));
242 }
243
244 /*
245  * For file cache pages, return the address_space, otherwise return NULL
246  */
247 static inline struct address_space *page_mapping_file(struct page *page)
248 {
249         struct folio *folio = page_folio(page);
250
251         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
252                 return NULL;
253         return folio_mapping(folio);
254 }
255
256 /**
257  * folio_inode - Get the host inode for this folio.
258  * @folio: The folio.
259  *
260  * For folios which are in the page cache, return the inode that this folio
261  * belongs to.
262  *
263  * Do not call this for folios which aren't in the page cache.
264  */
265 static inline struct inode *folio_inode(struct folio *folio)
266 {
267         return folio->mapping->host;
268 }
269
270 static inline bool page_cache_add_speculative(struct page *page, int count)
271 {
272         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
273         return folio_ref_try_add_rcu((struct folio *)page, count);
274 }
275
276 static inline bool page_cache_get_speculative(struct page *page)
277 {
278         return page_cache_add_speculative(page, 1);
279 }
280
281 /**
282  * folio_attach_private - Attach private data to a folio.
283  * @folio: Folio to attach data to.
284  * @data: Data to attach to folio.
285  *
286  * Attaching private data to a folio increments the page's reference count.
287  * The data must be detached before the folio will be freed.
288  */
289 static inline void folio_attach_private(struct folio *folio, void *data)
290 {
291         folio_get(folio);
292         folio->private = data;
293         folio_set_private(folio);
294 }
295
296 /**
297  * folio_change_private - Change private data on a folio.
298  * @folio: Folio to change the data on.
299  * @data: Data to set on the folio.
300  *
301  * Change the private data attached to a folio and return the old
302  * data.  The page must previously have had data attached and the data
303  * must be detached before the folio will be freed.
304  *
305  * Return: Data that was previously attached to the folio.
306  */
307 static inline void *folio_change_private(struct folio *folio, void *data)
308 {
309         void *old = folio_get_private(folio);
310
311         folio->private = data;
312         return old;
313 }
314
315 /**
316  * folio_detach_private - Detach private data from a folio.
317  * @folio: Folio to detach data from.
318  *
319  * Removes the data that was previously attached to the folio and decrements
320  * the refcount on the page.
321  *
322  * Return: Data that was attached to the folio.
323  */
324 static inline void *folio_detach_private(struct folio *folio)
325 {
326         void *data = folio_get_private(folio);
327
328         if (!folio_test_private(folio))
329                 return NULL;
330         folio_clear_private(folio);
331         folio->private = NULL;
332         folio_put(folio);
333
334         return data;
335 }
336
337 static inline void attach_page_private(struct page *page, void *data)
338 {
339         folio_attach_private(page_folio(page), data);
340 }
341
342 static inline void *detach_page_private(struct page *page)
343 {
344         return folio_detach_private(page_folio(page));
345 }
346
347 #ifdef CONFIG_NUMA
348 struct folio *filemap_alloc_folio(gfp_t gfp, unsigned int order);
349 #else
350 static inline struct folio *filemap_alloc_folio(gfp_t gfp, unsigned int order)
351 {
352         return folio_alloc(gfp, order);
353 }
354 #endif
355
356 static inline struct page *__page_cache_alloc(gfp_t gfp)
357 {
358         return &filemap_alloc_folio(gfp, 0)->page;
359 }
360
361 static inline struct page *page_cache_alloc(struct address_space *x)
362 {
363         return __page_cache_alloc(mapping_gfp_mask(x));
364 }
365
366 static inline gfp_t readahead_gfp_mask(struct address_space *x)
367 {
368         return mapping_gfp_mask(x) | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
369 }
370
371 typedef int filler_t(void *, struct page *);
372
373 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
374                              pgoff_t index, unsigned long max_scan);
375 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
376                              pgoff_t index, unsigned long max_scan);
377
378 #define FGP_ACCESSED            0x00000001
379 #define FGP_LOCK                0x00000002
380 #define FGP_CREAT               0x00000004
381 #define FGP_WRITE               0x00000008
382 #define FGP_NOFS                0x00000010
383 #define FGP_NOWAIT              0x00000020
384 #define FGP_FOR_MMAP            0x00000040
385 #define FGP_HEAD                0x00000080
386 #define FGP_ENTRY               0x00000100
387 #define FGP_STABLE              0x00000200
388
389 struct folio *__filemap_get_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
390                 int fgp_flags, gfp_t gfp);
391 struct page *pagecache_get_page(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
392                 int fgp_flags, gfp_t gfp);
393
394 /**
395  * filemap_get_folio - Find and get a folio.
396  * @mapping: The address_space to search.
397  * @index: The page index.
398  *
399  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If a folio is
400  * present, it is returned with an increased refcount.
401  *
402  * Otherwise, %NULL is returned.
403  */
404 static inline struct folio *filemap_get_folio(struct address_space *mapping,
405                                         pgoff_t index)
406 {
407         return __filemap_get_folio(mapping, index, 0, 0);
408 }
409
410 /**
411  * find_get_page - find and get a page reference
412  * @mapping: the address_space to search
413  * @offset: the page index
414  *
415  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
416  * page cache page, it is returned with an increased refcount.
417  *
418  * Otherwise, %NULL is returned.
419  */
420 static inline struct page *find_get_page(struct address_space *mapping,
421                                         pgoff_t offset)
422 {
423         return pagecache_get_page(mapping, offset, 0, 0);
424 }
425
426 static inline struct page *find_get_page_flags(struct address_space *mapping,
427                                         pgoff_t offset, int fgp_flags)
428 {
429         return pagecache_get_page(mapping, offset, fgp_flags, 0);
430 }
431
432 /**
433  * find_lock_page - locate, pin and lock a pagecache page
434  * @mapping: the address_space to search
435  * @index: the page index
436  *
437  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If there is a
438  * page cache page, it is returned locked and with an increased
439  * refcount.
440  *
441  * Context: May sleep.
442  * Return: A struct page or %NULL if there is no page in the cache for this
443  * index.
444  */
445 static inline struct page *find_lock_page(struct address_space *mapping,
446                                         pgoff_t index)
447 {
448         return pagecache_get_page(mapping, index, FGP_LOCK, 0);
449 }
450
451 /**
452  * find_or_create_page - locate or add a pagecache page
453  * @mapping: the page's address_space
454  * @index: the page's index into the mapping
455  * @gfp_mask: page allocation mode
456  *
457  * Looks up the page cache slot at @mapping & @offset.  If there is a
458  * page cache page, it is returned locked and with an increased
459  * refcount.
460  *
461  * If the page is not present, a new page is allocated using @gfp_mask
462  * and added to the page cache and the VM's LRU list.  The page is
463  * returned locked and with an increased refcount.
464  *
465  * On memory exhaustion, %NULL is returned.
466  *
467  * find_or_create_page() may sleep, even if @gfp_flags specifies an
468  * atomic allocation!
469  */
470 static inline struct page *find_or_create_page(struct address_space *mapping,
471                                         pgoff_t index, gfp_t gfp_mask)
472 {
473         return pagecache_get_page(mapping, index,
474                                         FGP_LOCK|FGP_ACCESSED|FGP_CREAT,
475                                         gfp_mask);
476 }
477
478 /**
479  * grab_cache_page_nowait - returns locked page at given index in given cache
480  * @mapping: target address_space
481  * @index: the page index
482  *
483  * Same as grab_cache_page(), but do not wait if the page is unavailable.
484  * This is intended for speculative data generators, where the data can
485  * be regenerated if the page couldn't be grabbed.  This routine should
486  * be safe to call while holding the lock for another page.
487  *
488  * Clear __GFP_FS when allocating the page to avoid recursion into the fs
489  * and deadlock against the caller's locked page.
490  */
491 static inline struct page *grab_cache_page_nowait(struct address_space *mapping,
492                                 pgoff_t index)
493 {
494         return pagecache_get_page(mapping, index,
495                         FGP_LOCK|FGP_CREAT|FGP_NOFS|FGP_NOWAIT,
496                         mapping_gfp_mask(mapping));
497 }
498
499 /* Does this page contain this index? */
500 static inline bool thp_contains(struct page *head, pgoff_t index)
501 {
502         /* HugeTLBfs indexes the page cache in units of hpage_size */
503         if (PageHuge(head))
504                 return head->index == index;
505         return page_index(head) == (index & ~(thp_nr_pages(head) - 1UL));
506 }
507
508 #define swapcache_index(folio)  __page_file_index(&(folio)->page)
509
510 /**
511  * folio_index - File index of a folio.
512  * @folio: The folio.
513  *
514  * For a folio which is either in the page cache or the swap cache,
515  * return its index within the address_space it belongs to.  If you know
516  * the page is definitely in the page cache, you can look at the folio's
517  * index directly.
518  *
519  * Return: The index (offset in units of pages) of a folio in its file.
520  */
521 static inline pgoff_t folio_index(struct folio *folio)
522 {
523         if (unlikely(folio_test_swapcache(folio)))
524                 return swapcache_index(folio);
525         return folio->index;
526 }
527
528 /**
529  * folio_next_index - Get the index of the next folio.
530  * @folio: The current folio.
531  *
532  * Return: The index of the folio which follows this folio in the file.
533  */
534 static inline pgoff_t folio_next_index(struct folio *folio)
535 {
536         return folio->index + folio_nr_pages(folio);
537 }
538
539 /**
540  * folio_file_page - The page for a particular index.
541  * @folio: The folio which contains this index.
542  * @index: The index we want to look up.
543  *
544  * Sometimes after looking up a folio in the page cache, we need to
545  * obtain the specific page for an index (eg a page fault).
546  *
547  * Return: The page containing the file data for this index.
548  */
549 static inline struct page *folio_file_page(struct folio *folio, pgoff_t index)
550 {
551         /* HugeTLBfs indexes the page cache in units of hpage_size */
552         if (folio_test_hugetlb(folio))
553                 return &folio->page;
554         return folio_page(folio, index & (folio_nr_pages(folio) - 1));
555 }
556
557 /**
558  * folio_contains - Does this folio contain this index?
559  * @folio: The folio.
560  * @index: The page index within the file.
561  *
562  * Context: The caller should have the page locked in order to prevent
563  * (eg) shmem from moving the page between the page cache and swap cache
564  * and changing its index in the middle of the operation.
565  * Return: true or false.
566  */
567 static inline bool folio_contains(struct folio *folio, pgoff_t index)
568 {
569         /* HugeTLBfs indexes the page cache in units of hpage_size */
570         if (folio_test_hugetlb(folio))
571                 return folio->index == index;
572         return index - folio_index(folio) < folio_nr_pages(folio);
573 }
574
575 /*
576  * Given the page we found in the page cache, return the page corresponding
577  * to this index in the file
578  */
579 static inline struct page *find_subpage(struct page *head, pgoff_t index)
580 {
581         /* HugeTLBfs wants the head page regardless */
582         if (PageHuge(head))
583                 return head;
584
585         return head + (index & (thp_nr_pages(head) - 1));
586 }
587
588 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
589                 pgoff_t end, struct pagevec *pvec, pgoff_t *indices);
590 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
591                         pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
592                         struct page **pages);
593 static inline unsigned find_get_pages(struct address_space *mapping,
594                         pgoff_t *start, unsigned int nr_pages,
595                         struct page **pages)
596 {
597         return find_get_pages_range(mapping, start, (pgoff_t)-1, nr_pages,
598                                     pages);
599 }
600 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
601                                unsigned int nr_pages, struct page **pages);
602 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
603                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
604                         struct page **pages);
605 static inline unsigned find_get_pages_tag(struct address_space *mapping,
606                         pgoff_t *index, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
607                         struct page **pages)
608 {
609         return find_get_pages_range_tag(mapping, index, (pgoff_t)-1, tag,
610                                         nr_pages, pages);
611 }
612
613 struct page *grab_cache_page_write_begin(struct address_space *mapping,
614                         pgoff_t index, unsigned flags);
615
616 /*
617  * Returns locked page at given index in given cache, creating it if needed.
618  */
619 static inline struct page *grab_cache_page(struct address_space *mapping,
620                                                                 pgoff_t index)
621 {
622         return find_or_create_page(mapping, index, mapping_gfp_mask(mapping));
623 }
624
625 extern struct page * read_cache_page(struct address_space *mapping,
626                                 pgoff_t index, filler_t *filler, void *data);
627 extern struct page * read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
628                                 pgoff_t index, gfp_t gfp_mask);
629 extern int read_cache_pages(struct address_space *mapping,
630                 struct list_head *pages, filler_t *filler, void *data);
631
632 static inline struct page *read_mapping_page(struct address_space *mapping,
633                                 pgoff_t index, void *data)
634 {
635         return read_cache_page(mapping, index, NULL, data);
636 }
637
638 /*
639  * Get index of the page within radix-tree (but not for hugetlb pages).
640  * (TODO: remove once hugetlb pages will have ->index in PAGE_SIZE)
641  */
642 static inline pgoff_t page_to_index(struct page *page)
643 {
644         struct page *head;
645
646         if (likely(!PageTransTail(page)))
647                 return page->index;
648
649         head = compound_head(page);
650         /*
651          *  We don't initialize ->index for tail pages: calculate based on
652          *  head page
653          */
654         return head->index + page - head;
655 }
656
657 extern pgoff_t hugetlb_basepage_index(struct page *page);
658
659 /*
660  * Get the offset in PAGE_SIZE (even for hugetlb pages).
661  * (TODO: hugetlb pages should have ->index in PAGE_SIZE)
662  */
663 static inline pgoff_t page_to_pgoff(struct page *page)
664 {
665         if (unlikely(PageHuge(page)))
666                 return hugetlb_basepage_index(page);
667         return page_to_index(page);
668 }
669
670 /*
671  * Return byte-offset into filesystem object for page.
672  */
673 static inline loff_t page_offset(struct page *page)
674 {
675         return ((loff_t)page->index) << PAGE_SHIFT;
676 }
677
678 static inline loff_t page_file_offset(struct page *page)
679 {
680         return ((loff_t)page_index(page)) << PAGE_SHIFT;
681 }
682
683 /**
684  * folio_pos - Returns the byte position of this folio in its file.
685  * @folio: The folio.
686  */
687 static inline loff_t folio_pos(struct folio *folio)
688 {
689         return page_offset(&folio->page);
690 }
691
692 /**
693  * folio_file_pos - Returns the byte position of this folio in its file.
694  * @folio: The folio.
695  *
696  * This differs from folio_pos() for folios which belong to a swap file.
697  * NFS is the only filesystem today which needs to use folio_file_pos().
698  */
699 static inline loff_t folio_file_pos(struct folio *folio)
700 {
701         return page_file_offset(&folio->page);
702 }
703
704 extern pgoff_t linear_hugepage_index(struct vm_area_struct *vma,
705                                      unsigned long address);
706
707 static inline pgoff_t linear_page_index(struct vm_area_struct *vma,
708                                         unsigned long address)
709 {
710         pgoff_t pgoff;
711         if (unlikely(is_vm_hugetlb_page(vma)))
712                 return linear_hugepage_index(vma, address);
713         pgoff = (address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
714         pgoff += vma->vm_pgoff;
715         return pgoff;
716 }
717
718 struct wait_page_key {
719         struct folio *folio;
720         int bit_nr;
721         int page_match;
722 };
723
724 struct wait_page_queue {
725         struct folio *folio;
726         int bit_nr;
727         wait_queue_entry_t wait;
728 };
729
730 static inline bool wake_page_match(struct wait_page_queue *wait_page,
731                                   struct wait_page_key *key)
732 {
733         if (wait_page->folio != key->folio)
734                return false;
735         key->page_match = 1;
736
737         if (wait_page->bit_nr != key->bit_nr)
738                 return false;
739
740         return true;
741 }
742
743 void __folio_lock(struct folio *folio);
744 int __folio_lock_killable(struct folio *folio);
745 bool __folio_lock_or_retry(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
746                                 unsigned int flags);
747 void unlock_page(struct page *page);
748 void folio_unlock(struct folio *folio);
749
750 static inline bool folio_trylock(struct folio *folio)
751 {
752         return likely(!test_and_set_bit_lock(PG_locked, folio_flags(folio, 0)));
753 }
754
755 /*
756  * Return true if the page was successfully locked
757  */
758 static inline int trylock_page(struct page *page)
759 {
760         return folio_trylock(page_folio(page));
761 }
762
763 static inline void folio_lock(struct folio *folio)
764 {
765         might_sleep();
766         if (!folio_trylock(folio))
767                 __folio_lock(folio);
768 }
769
770 /*
771  * lock_page may only be called if we have the page's inode pinned.
772  */
773 static inline void lock_page(struct page *page)
774 {
775         struct folio *folio;
776         might_sleep();
777
778         folio = page_folio(page);
779         if (!folio_trylock(folio))
780                 __folio_lock(folio);
781 }
782
783 static inline int folio_lock_killable(struct folio *folio)
784 {
785         might_sleep();
786         if (!folio_trylock(folio))
787                 return __folio_lock_killable(folio);
788         return 0;
789 }
790
791 /*
792  * lock_page_killable is like lock_page but can be interrupted by fatal
793  * signals.  It returns 0 if it locked the page and -EINTR if it was
794  * killed while waiting.
795  */
796 static inline int lock_page_killable(struct page *page)
797 {
798         return folio_lock_killable(page_folio(page));
799 }
800
801 /*
802  * lock_page_or_retry - Lock the page, unless this would block and the
803  * caller indicated that it can handle a retry.
804  *
805  * Return value and mmap_lock implications depend on flags; see
806  * __folio_lock_or_retry().
807  */
808 static inline bool lock_page_or_retry(struct page *page, struct mm_struct *mm,
809                                      unsigned int flags)
810 {
811         struct folio *folio;
812         might_sleep();
813
814         folio = page_folio(page);
815         return folio_trylock(folio) || __folio_lock_or_retry(folio, mm, flags);
816 }
817
818 /*
819  * This is exported only for folio_wait_locked/folio_wait_writeback, etc.,
820  * and should not be used directly.
821  */
822 void folio_wait_bit(struct folio *folio, int bit_nr);
823 int folio_wait_bit_killable(struct folio *folio, int bit_nr);
824
825 /* 
826  * Wait for a folio to be unlocked.
827  *
828  * This must be called with the caller "holding" the folio,
829  * ie with increased "page->count" so that the folio won't
830  * go away during the wait..
831  */
832 static inline void folio_wait_locked(struct folio *folio)
833 {
834         if (folio_test_locked(folio))
835                 folio_wait_bit(folio, PG_locked);
836 }
837
838 static inline int folio_wait_locked_killable(struct folio *folio)
839 {
840         if (!folio_test_locked(folio))
841                 return 0;
842         return folio_wait_bit_killable(folio, PG_locked);
843 }
844
845 static inline void wait_on_page_locked(struct page *page)
846 {
847         folio_wait_locked(page_folio(page));
848 }
849
850 static inline int wait_on_page_locked_killable(struct page *page)
851 {
852         return folio_wait_locked_killable(page_folio(page));
853 }
854
855 int put_and_wait_on_page_locked(struct page *page, int state);
856 void wait_on_page_writeback(struct page *page);
857 void folio_wait_writeback(struct folio *folio);
858 int folio_wait_writeback_killable(struct folio *folio);
859 void end_page_writeback(struct page *page);
860 void folio_end_writeback(struct folio *folio);
861 void wait_for_stable_page(struct page *page);
862 void folio_wait_stable(struct folio *folio);
863 void __folio_mark_dirty(struct folio *folio, struct address_space *, int warn);
864 static inline void __set_page_dirty(struct page *page,
865                 struct address_space *mapping, int warn)
866 {
867         __folio_mark_dirty(page_folio(page), mapping, warn);
868 }
869 void folio_account_cleaned(struct folio *folio, struct address_space *mapping,
870                           struct bdi_writeback *wb);
871 static inline void account_page_cleaned(struct page *page,
872                 struct address_space *mapping, struct bdi_writeback *wb)
873 {
874         return folio_account_cleaned(page_folio(page), mapping, wb);
875 }
876 void __folio_cancel_dirty(struct folio *folio);
877 static inline void folio_cancel_dirty(struct folio *folio)
878 {
879         /* Avoid atomic ops, locking, etc. when not actually needed. */
880         if (folio_test_dirty(folio))
881                 __folio_cancel_dirty(folio);
882 }
883 static inline void cancel_dirty_page(struct page *page)
884 {
885         folio_cancel_dirty(page_folio(page));
886 }
887 bool folio_clear_dirty_for_io(struct folio *folio);
888 bool clear_page_dirty_for_io(struct page *page);
889 int __must_check folio_write_one(struct folio *folio);
890 static inline int __must_check write_one_page(struct page *page)
891 {
892         return folio_write_one(page_folio(page));
893 }
894
895 int __set_page_dirty_nobuffers(struct page *page);
896 int __set_page_dirty_no_writeback(struct page *page);
897
898 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err);
899
900 void folio_end_private_2(struct folio *folio);
901 void folio_wait_private_2(struct folio *folio);
902 int folio_wait_private_2_killable(struct folio *folio);
903
904 /*
905  * Add an arbitrary waiter to a page's wait queue
906  */
907 void folio_add_wait_queue(struct folio *folio, wait_queue_entry_t *waiter);
908
909 /*
910  * Fault in userspace address range.
911  */
912 size_t fault_in_writeable(char __user *uaddr, size_t size);
913 size_t fault_in_safe_writeable(const char __user *uaddr, size_t size);
914 size_t fault_in_readable(const char __user *uaddr, size_t size);
915
916 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
917                 pgoff_t index, gfp_t gfp);
918 int add_to_page_cache_lru(struct page *page, struct address_space *mapping,
919                 pgoff_t index, gfp_t gfp);
920 int filemap_add_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
921                 pgoff_t index, gfp_t gfp);
922 extern void delete_from_page_cache(struct page *page);
923 extern void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow);
924 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new);
925 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
926                                   struct pagevec *pvec);
927 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *, loff_t start, loff_t end,
928                 int whence);
929
930 /*
931  * Like add_to_page_cache_locked, but used to add newly allocated pages:
932  * the page is new, so we can just run __SetPageLocked() against it.
933  */
934 static inline int add_to_page_cache(struct page *page,
935                 struct address_space *mapping, pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
936 {
937         int error;
938
939         __SetPageLocked(page);
940         error = add_to_page_cache_locked(page, mapping, offset, gfp_mask);
941         if (unlikely(error))
942                 __ClearPageLocked(page);
943         return error;
944 }
945
946 /* Must be non-static for BPF error injection */
947 int __filemap_add_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
948                 pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp);
949
950 /**
951  * struct readahead_control - Describes a readahead request.
952  *
953  * A readahead request is for consecutive pages.  Filesystems which
954  * implement the ->readahead method should call readahead_page() or
955  * readahead_page_batch() in a loop and attempt to start I/O against
956  * each page in the request.
957  *
958  * Most of the fields in this struct are private and should be accessed
959  * by the functions below.
960  *
961  * @file: The file, used primarily by network filesystems for authentication.
962  *        May be NULL if invoked internally by the filesystem.
963  * @mapping: Readahead this filesystem object.
964  * @ra: File readahead state.  May be NULL.
965  */
966 struct readahead_control {
967         struct file *file;
968         struct address_space *mapping;
969         struct file_ra_state *ra;
970 /* private: use the readahead_* accessors instead */
971         pgoff_t _index;
972         unsigned int _nr_pages;
973         unsigned int _batch_count;
974 };
975
976 #define DEFINE_READAHEAD(ractl, f, r, m, i)                             \
977         struct readahead_control ractl = {                              \
978                 .file = f,                                              \
979                 .mapping = m,                                           \
980                 .ra = r,                                                \
981                 ._index = i,                                            \
982         }
983
984 #define VM_READAHEAD_PAGES      (SZ_128K / PAGE_SIZE)
985
986 void page_cache_ra_unbounded(struct readahead_control *,
987                 unsigned long nr_to_read, unsigned long lookahead_count);
988 void page_cache_sync_ra(struct readahead_control *, unsigned long req_count);
989 void page_cache_async_ra(struct readahead_control *, struct page *,
990                 unsigned long req_count);
991 void readahead_expand(struct readahead_control *ractl,
992                       loff_t new_start, size_t new_len);
993
994 /**
995  * page_cache_sync_readahead - generic file readahead
996  * @mapping: address_space which holds the pagecache and I/O vectors
997  * @ra: file_ra_state which holds the readahead state
998  * @file: Used by the filesystem for authentication.
999  * @index: Index of first page to be read.
1000  * @req_count: Total number of pages being read by the caller.
1001  *
1002  * page_cache_sync_readahead() should be called when a cache miss happened:
1003  * it will submit the read.  The readahead logic may decide to piggyback more
1004  * pages onto the read request if access patterns suggest it will improve
1005  * performance.
1006  */
1007 static inline
1008 void page_cache_sync_readahead(struct address_space *mapping,
1009                 struct file_ra_state *ra, struct file *file, pgoff_t index,
1010                 unsigned long req_count)
1011 {
1012         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, index);
1013         page_cache_sync_ra(&ractl, req_count);
1014 }
1015
1016 /**
1017  * page_cache_async_readahead - file readahead for marked pages
1018  * @mapping: address_space which holds the pagecache and I/O vectors
1019  * @ra: file_ra_state which holds the readahead state
1020  * @file: Used by the filesystem for authentication.
1021  * @page: The page at @index which triggered the readahead call.
1022  * @index: Index of first page to be read.
1023  * @req_count: Total number of pages being read by the caller.
1024  *
1025  * page_cache_async_readahead() should be called when a page is used which
1026  * is marked as PageReadahead; this is a marker to suggest that the application
1027  * has used up enough of the readahead window that we should start pulling in
1028  * more pages.
1029  */
1030 static inline
1031 void page_cache_async_readahead(struct address_space *mapping,
1032                 struct file_ra_state *ra, struct file *file,
1033                 struct page *page, pgoff_t index, unsigned long req_count)
1034 {
1035         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, index);
1036         page_cache_async_ra(&ractl, page, req_count);
1037 }
1038
1039 static inline struct folio *__readahead_folio(struct readahead_control *ractl)
1040 {
1041         struct folio *folio;
1042
1043         BUG_ON(ractl->_batch_count > ractl->_nr_pages);
1044         ractl->_nr_pages -= ractl->_batch_count;
1045         ractl->_index += ractl->_batch_count;
1046
1047         if (!ractl->_nr_pages) {
1048                 ractl->_batch_count = 0;
1049                 return NULL;
1050         }
1051
1052         folio = xa_load(&ractl->mapping->i_pages, ractl->_index);
1053         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
1054         ractl->_batch_count = folio_nr_pages(folio);
1055
1056         return folio;
1057 }
1058
1059 /**
1060  * readahead_page - Get the next page to read.
1061  * @ractl: The current readahead request.
1062  *
1063  * Context: The page is locked and has an elevated refcount.  The caller
1064  * should decreases the refcount once the page has been submitted for I/O
1065  * and unlock the page once all I/O to that page has completed.
1066  * Return: A pointer to the next page, or %NULL if we are done.
1067  */
1068 static inline struct page *readahead_page(struct readahead_control *ractl)
1069 {
1070         struct folio *folio = __readahead_folio(ractl);
1071
1072         return &folio->page;
1073 }
1074
1075 /**
1076  * readahead_folio - Get the next folio to read.
1077  * @ractl: The current readahead request.
1078  *
1079  * Context: The folio is locked.  The caller should unlock the folio once
1080  * all I/O to that folio has completed.
1081  * Return: A pointer to the next folio, or %NULL if we are done.
1082  */
1083 static inline struct folio *readahead_folio(struct readahead_control *ractl)
1084 {
1085         struct folio *folio = __readahead_folio(ractl);
1086
1087         if (folio)
1088                 folio_put(folio);
1089         return folio;
1090 }
1091
1092 static inline unsigned int __readahead_batch(struct readahead_control *rac,
1093                 struct page **array, unsigned int array_sz)
1094 {
1095         unsigned int i = 0;
1096         XA_STATE(xas, &rac->mapping->i_pages, 0);
1097         struct page *page;
1098
1099         BUG_ON(rac->_batch_count > rac->_nr_pages);
1100         rac->_nr_pages -= rac->_batch_count;
1101         rac->_index += rac->_batch_count;
1102         rac->_batch_count = 0;
1103
1104         xas_set(&xas, rac->_index);
1105         rcu_read_lock();
1106         xas_for_each(&xas, page, rac->_index + rac->_nr_pages - 1) {
1107                 if (xas_retry(&xas, page))
1108                         continue;
1109                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1110                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
1111                 array[i++] = page;
1112                 rac->_batch_count += thp_nr_pages(page);
1113
1114                 /*
1115                  * The page cache isn't using multi-index entries yet,
1116                  * so the xas cursor needs to be manually moved to the
1117                  * next index.  This can be removed once the page cache
1118                  * is converted.
1119                  */
1120                 if (PageHead(page))
1121                         xas_set(&xas, rac->_index + rac->_batch_count);
1122
1123                 if (i == array_sz)
1124                         break;
1125         }
1126         rcu_read_unlock();
1127
1128         return i;
1129 }
1130
1131 /**
1132  * readahead_page_batch - Get a batch of pages to read.
1133  * @rac: The current readahead request.
1134  * @array: An array of pointers to struct page.
1135  *
1136  * Context: The pages are locked and have an elevated refcount.  The caller
1137  * should decreases the refcount once the page has been submitted for I/O
1138  * and unlock the page once all I/O to that page has completed.
1139  * Return: The number of pages placed in the array.  0 indicates the request
1140  * is complete.
1141  */
1142 #define readahead_page_batch(rac, array)                                \
1143         __readahead_batch(rac, array, ARRAY_SIZE(array))
1144
1145 /**
1146  * readahead_pos - The byte offset into the file of this readahead request.
1147  * @rac: The readahead request.
1148  */
1149 static inline loff_t readahead_pos(struct readahead_control *rac)
1150 {
1151         return (loff_t)rac->_index * PAGE_SIZE;
1152 }
1153
1154 /**
1155  * readahead_length - The number of bytes in this readahead request.
1156  * @rac: The readahead request.
1157  */
1158 static inline size_t readahead_length(struct readahead_control *rac)
1159 {
1160         return rac->_nr_pages * PAGE_SIZE;
1161 }
1162
1163 /**
1164  * readahead_index - The index of the first page in this readahead request.
1165  * @rac: The readahead request.
1166  */
1167 static inline pgoff_t readahead_index(struct readahead_control *rac)
1168 {
1169         return rac->_index;
1170 }
1171
1172 /**
1173  * readahead_count - The number of pages in this readahead request.
1174  * @rac: The readahead request.
1175  */
1176 static inline unsigned int readahead_count(struct readahead_control *rac)
1177 {
1178         return rac->_nr_pages;
1179 }
1180
1181 /**
1182  * readahead_batch_length - The number of bytes in the current batch.
1183  * @rac: The readahead request.
1184  */
1185 static inline size_t readahead_batch_length(struct readahead_control *rac)
1186 {
1187         return rac->_batch_count * PAGE_SIZE;
1188 }
1189
1190 static inline unsigned long dir_pages(struct inode *inode)
1191 {
1192         return (unsigned long)(inode->i_size + PAGE_SIZE - 1) >>
1193                                PAGE_SHIFT;
1194 }
1195
1196 /**
1197  * folio_mkwrite_check_truncate - check if folio was truncated
1198  * @folio: the folio to check
1199  * @inode: the inode to check the folio against
1200  *
1201  * Return: the number of bytes in the folio up to EOF,
1202  * or -EFAULT if the folio was truncated.
1203  */
1204 static inline ssize_t folio_mkwrite_check_truncate(struct folio *folio,
1205                                               struct inode *inode)
1206 {
1207         loff_t size = i_size_read(inode);
1208         pgoff_t index = size >> PAGE_SHIFT;
1209         size_t offset = offset_in_folio(folio, size);
1210
1211         if (!folio->mapping)
1212                 return -EFAULT;
1213
1214         /* folio is wholly inside EOF */
1215         if (folio_next_index(folio) - 1 < index)
1216                 return folio_size(folio);
1217         /* folio is wholly past EOF */
1218         if (folio->index > index || !offset)
1219                 return -EFAULT;
1220         /* folio is partially inside EOF */
1221         return offset;
1222 }
1223
1224 /**
1225  * page_mkwrite_check_truncate - check if page was truncated
1226  * @page: the page to check
1227  * @inode: the inode to check the page against
1228  *
1229  * Returns the number of bytes in the page up to EOF,
1230  * or -EFAULT if the page was truncated.
1231  */
1232 static inline int page_mkwrite_check_truncate(struct page *page,
1233                                               struct inode *inode)
1234 {
1235         loff_t size = i_size_read(inode);
1236         pgoff_t index = size >> PAGE_SHIFT;
1237         int offset = offset_in_page(size);
1238
1239         if (page->mapping != inode->i_mapping)
1240                 return -EFAULT;
1241
1242         /* page is wholly inside EOF */
1243         if (page->index < index)
1244                 return PAGE_SIZE;
1245         /* page is wholly past EOF */
1246         if (page->index > index || !offset)
1247                 return -EFAULT;
1248         /* page is partially inside EOF */
1249         return offset;
1250 }
1251
1252 /**
1253  * i_blocks_per_folio - How many blocks fit in this folio.
1254  * @inode: The inode which contains the blocks.
1255  * @folio: The folio.
1256  *
1257  * If the block size is larger than the size of this folio, return zero.
1258  *
1259  * Context: The caller should hold a refcount on the folio to prevent it
1260  * from being split.
1261  * Return: The number of filesystem blocks covered by this folio.
1262  */
1263 static inline
1264 unsigned int i_blocks_per_folio(struct inode *inode, struct folio *folio)
1265 {
1266         return folio_size(folio) >> inode->i_blkbits;
1267 }
1268
1269 static inline
1270 unsigned int i_blocks_per_page(struct inode *inode, struct page *page)
1271 {
1272         return i_blocks_per_folio(inode, page_folio(page));
1273 }
1274 #endif /* _LINUX_PAGEMAP_H */