Merge tag 'sched_ext-for-6.12' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj...
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / iomap / buffered-io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2010 Red Hat, Inc.
4  * Copyright (C) 2016-2023 Christoph Hellwig.
5  */
6 #include <linux/module.h>
7 #include <linux/compiler.h>
8 #include <linux/fs.h>
9 #include <linux/iomap.h>
10 #include <linux/pagemap.h>
11 #include <linux/uio.h>
12 #include <linux/buffer_head.h>
13 #include <linux/dax.h>
14 #include <linux/writeback.h>
15 #include <linux/list_sort.h>
16 #include <linux/swap.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/sched/signal.h>
19 #include <linux/migrate.h>
20 #include "trace.h"
21
22 #include "../internal.h"
23
24 #define IOEND_BATCH_SIZE        4096
25
26 /*
27  * Structure allocated for each folio to track per-block uptodate, dirty state
28  * and I/O completions.
29  */
30 struct iomap_folio_state {
31         spinlock_t              state_lock;
32         unsigned int            read_bytes_pending;
33         atomic_t                write_bytes_pending;
34
35         /*
36          * Each block has two bits in this bitmap:
37          * Bits [0..blocks_per_folio) has the uptodate status.
38          * Bits [b_p_f...(2*b_p_f))   has the dirty status.
39          */
40         unsigned long           state[];
41 };
42
43 static struct bio_set iomap_ioend_bioset;
44
45 static inline bool ifs_is_fully_uptodate(struct folio *folio,
46                 struct iomap_folio_state *ifs)
47 {
48         struct inode *inode = folio->mapping->host;
49
50         return bitmap_full(ifs->state, i_blocks_per_folio(inode, folio));
51 }
52
53 static inline bool ifs_block_is_uptodate(struct iomap_folio_state *ifs,
54                 unsigned int block)
55 {
56         return test_bit(block, ifs->state);
57 }
58
59 static bool ifs_set_range_uptodate(struct folio *folio,
60                 struct iomap_folio_state *ifs, size_t off, size_t len)
61 {
62         struct inode *inode = folio->mapping->host;
63         unsigned int first_blk = off >> inode->i_blkbits;
64         unsigned int last_blk = (off + len - 1) >> inode->i_blkbits;
65         unsigned int nr_blks = last_blk - first_blk + 1;
66
67         bitmap_set(ifs->state, first_blk, nr_blks);
68         return ifs_is_fully_uptodate(folio, ifs);
69 }
70
71 static void iomap_set_range_uptodate(struct folio *folio, size_t off,
72                 size_t len)
73 {
74         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
75         unsigned long flags;
76         bool uptodate = true;
77
78         if (ifs) {
79                 spin_lock_irqsave(&ifs->state_lock, flags);
80                 uptodate = ifs_set_range_uptodate(folio, ifs, off, len);
81                 spin_unlock_irqrestore(&ifs->state_lock, flags);
82         }
83
84         if (uptodate)
85                 folio_mark_uptodate(folio);
86 }
87
88 static inline bool ifs_block_is_dirty(struct folio *folio,
89                 struct iomap_folio_state *ifs, int block)
90 {
91         struct inode *inode = folio->mapping->host;
92         unsigned int blks_per_folio = i_blocks_per_folio(inode, folio);
93
94         return test_bit(block + blks_per_folio, ifs->state);
95 }
96
97 static unsigned ifs_find_dirty_range(struct folio *folio,
98                 struct iomap_folio_state *ifs, u64 *range_start, u64 range_end)
99 {
100         struct inode *inode = folio->mapping->host;
101         unsigned start_blk =
102                 offset_in_folio(folio, *range_start) >> inode->i_blkbits;
103         unsigned end_blk = min_not_zero(
104                 offset_in_folio(folio, range_end) >> inode->i_blkbits,
105                 i_blocks_per_folio(inode, folio));
106         unsigned nblks = 1;
107
108         while (!ifs_block_is_dirty(folio, ifs, start_blk))
109                 if (++start_blk == end_blk)
110                         return 0;
111
112         while (start_blk + nblks < end_blk) {
113                 if (!ifs_block_is_dirty(folio, ifs, start_blk + nblks))
114                         break;
115                 nblks++;
116         }
117
118         *range_start = folio_pos(folio) + (start_blk << inode->i_blkbits);
119         return nblks << inode->i_blkbits;
120 }
121
122 static unsigned iomap_find_dirty_range(struct folio *folio, u64 *range_start,
123                 u64 range_end)
124 {
125         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
126
127         if (*range_start >= range_end)
128                 return 0;
129
130         if (ifs)
131                 return ifs_find_dirty_range(folio, ifs, range_start, range_end);
132         return range_end - *range_start;
133 }
134
135 static void ifs_clear_range_dirty(struct folio *folio,
136                 struct iomap_folio_state *ifs, size_t off, size_t len)
137 {
138         struct inode *inode = folio->mapping->host;
139         unsigned int blks_per_folio = i_blocks_per_folio(inode, folio);
140         unsigned int first_blk = (off >> inode->i_blkbits);
141         unsigned int last_blk = (off + len - 1) >> inode->i_blkbits;
142         unsigned int nr_blks = last_blk - first_blk + 1;
143         unsigned long flags;
144
145         spin_lock_irqsave(&ifs->state_lock, flags);
146         bitmap_clear(ifs->state, first_blk + blks_per_folio, nr_blks);
147         spin_unlock_irqrestore(&ifs->state_lock, flags);
148 }
149
150 static void iomap_clear_range_dirty(struct folio *folio, size_t off, size_t len)
151 {
152         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
153
154         if (ifs)
155                 ifs_clear_range_dirty(folio, ifs, off, len);
156 }
157
158 static void ifs_set_range_dirty(struct folio *folio,
159                 struct iomap_folio_state *ifs, size_t off, size_t len)
160 {
161         struct inode *inode = folio->mapping->host;
162         unsigned int blks_per_folio = i_blocks_per_folio(inode, folio);
163         unsigned int first_blk = (off >> inode->i_blkbits);
164         unsigned int last_blk = (off + len - 1) >> inode->i_blkbits;
165         unsigned int nr_blks = last_blk - first_blk + 1;
166         unsigned long flags;
167
168         spin_lock_irqsave(&ifs->state_lock, flags);
169         bitmap_set(ifs->state, first_blk + blks_per_folio, nr_blks);
170         spin_unlock_irqrestore(&ifs->state_lock, flags);
171 }
172
173 static void iomap_set_range_dirty(struct folio *folio, size_t off, size_t len)
174 {
175         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
176
177         if (ifs)
178                 ifs_set_range_dirty(folio, ifs, off, len);
179 }
180
181 static struct iomap_folio_state *ifs_alloc(struct inode *inode,
182                 struct folio *folio, unsigned int flags)
183 {
184         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
185         unsigned int nr_blocks = i_blocks_per_folio(inode, folio);
186         gfp_t gfp;
187
188         if (ifs || nr_blocks <= 1)
189                 return ifs;
190
191         if (flags & IOMAP_NOWAIT)
192                 gfp = GFP_NOWAIT;
193         else
194                 gfp = GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL;
195
196         /*
197          * ifs->state tracks two sets of state flags when the
198          * filesystem block size is smaller than the folio size.
199          * The first state tracks per-block uptodate and the
200          * second tracks per-block dirty state.
201          */
202         ifs = kzalloc(struct_size(ifs, state,
203                       BITS_TO_LONGS(2 * nr_blocks)), gfp);
204         if (!ifs)
205                 return ifs;
206
207         spin_lock_init(&ifs->state_lock);
208         if (folio_test_uptodate(folio))
209                 bitmap_set(ifs->state, 0, nr_blocks);
210         if (folio_test_dirty(folio))
211                 bitmap_set(ifs->state, nr_blocks, nr_blocks);
212         folio_attach_private(folio, ifs);
213
214         return ifs;
215 }
216
217 static void ifs_free(struct folio *folio)
218 {
219         struct iomap_folio_state *ifs = folio_detach_private(folio);
220
221         if (!ifs)
222                 return;
223         WARN_ON_ONCE(ifs->read_bytes_pending != 0);
224         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&ifs->write_bytes_pending));
225         WARN_ON_ONCE(ifs_is_fully_uptodate(folio, ifs) !=
226                         folio_test_uptodate(folio));
227         kfree(ifs);
228 }
229
230 /*
231  * Calculate the range inside the folio that we actually need to read.
232  */
233 static void iomap_adjust_read_range(struct inode *inode, struct folio *folio,
234                 loff_t *pos, loff_t length, size_t *offp, size_t *lenp)
235 {
236         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
237         loff_t orig_pos = *pos;
238         loff_t isize = i_size_read(inode);
239         unsigned block_bits = inode->i_blkbits;
240         unsigned block_size = (1 << block_bits);
241         size_t poff = offset_in_folio(folio, *pos);
242         size_t plen = min_t(loff_t, folio_size(folio) - poff, length);
243         size_t orig_plen = plen;
244         unsigned first = poff >> block_bits;
245         unsigned last = (poff + plen - 1) >> block_bits;
246
247         /*
248          * If the block size is smaller than the page size, we need to check the
249          * per-block uptodate status and adjust the offset and length if needed
250          * to avoid reading in already uptodate ranges.
251          */
252         if (ifs) {
253                 unsigned int i;
254
255                 /* move forward for each leading block marked uptodate */
256                 for (i = first; i <= last; i++) {
257                         if (!ifs_block_is_uptodate(ifs, i))
258                                 break;
259                         *pos += block_size;
260                         poff += block_size;
261                         plen -= block_size;
262                         first++;
263                 }
264
265                 /* truncate len if we find any trailing uptodate block(s) */
266                 for ( ; i <= last; i++) {
267                         if (ifs_block_is_uptodate(ifs, i)) {
268                                 plen -= (last - i + 1) * block_size;
269                                 last = i - 1;
270                                 break;
271                         }
272                 }
273         }
274
275         /*
276          * If the extent spans the block that contains the i_size, we need to
277          * handle both halves separately so that we properly zero data in the
278          * page cache for blocks that are entirely outside of i_size.
279          */
280         if (orig_pos <= isize && orig_pos + orig_plen > isize) {
281                 unsigned end = offset_in_folio(folio, isize - 1) >> block_bits;
282
283                 if (first <= end && last > end)
284                         plen -= (last - end) * block_size;
285         }
286
287         *offp = poff;
288         *lenp = plen;
289 }
290
291 static void iomap_finish_folio_read(struct folio *folio, size_t off,
292                 size_t len, int error)
293 {
294         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
295         bool uptodate = !error;
296         bool finished = true;
297
298         if (ifs) {
299                 unsigned long flags;
300
301                 spin_lock_irqsave(&ifs->state_lock, flags);
302                 if (!error)
303                         uptodate = ifs_set_range_uptodate(folio, ifs, off, len);
304                 ifs->read_bytes_pending -= len;
305                 finished = !ifs->read_bytes_pending;
306                 spin_unlock_irqrestore(&ifs->state_lock, flags);
307         }
308
309         if (finished)
310                 folio_end_read(folio, uptodate);
311 }
312
313 static void iomap_read_end_io(struct bio *bio)
314 {
315         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
316         struct folio_iter fi;
317
318         bio_for_each_folio_all(fi, bio)
319                 iomap_finish_folio_read(fi.folio, fi.offset, fi.length, error);
320         bio_put(bio);
321 }
322
323 struct iomap_readpage_ctx {
324         struct folio            *cur_folio;
325         bool                    cur_folio_in_bio;
326         struct bio              *bio;
327         struct readahead_control *rac;
328 };
329
330 /**
331  * iomap_read_inline_data - copy inline data into the page cache
332  * @iter: iteration structure
333  * @folio: folio to copy to
334  *
335  * Copy the inline data in @iter into @folio and zero out the rest of the folio.
336  * Only a single IOMAP_INLINE extent is allowed at the end of each file.
337  * Returns zero for success to complete the read, or the usual negative errno.
338  */
339 static int iomap_read_inline_data(const struct iomap_iter *iter,
340                 struct folio *folio)
341 {
342         const struct iomap *iomap = iomap_iter_srcmap(iter);
343         size_t size = i_size_read(iter->inode) - iomap->offset;
344         size_t offset = offset_in_folio(folio, iomap->offset);
345
346         if (folio_test_uptodate(folio))
347                 return 0;
348
349         if (WARN_ON_ONCE(size > iomap->length))
350                 return -EIO;
351         if (offset > 0)
352                 ifs_alloc(iter->inode, folio, iter->flags);
353
354         folio_fill_tail(folio, offset, iomap->inline_data, size);
355         iomap_set_range_uptodate(folio, offset, folio_size(folio) - offset);
356         return 0;
357 }
358
359 static inline bool iomap_block_needs_zeroing(const struct iomap_iter *iter,
360                 loff_t pos)
361 {
362         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
363
364         return srcmap->type != IOMAP_MAPPED ||
365                 (srcmap->flags & IOMAP_F_NEW) ||
366                 pos >= i_size_read(iter->inode);
367 }
368
369 static loff_t iomap_readpage_iter(const struct iomap_iter *iter,
370                 struct iomap_readpage_ctx *ctx, loff_t offset)
371 {
372         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
373         loff_t pos = iter->pos + offset;
374         loff_t length = iomap_length(iter) - offset;
375         struct folio *folio = ctx->cur_folio;
376         struct iomap_folio_state *ifs;
377         loff_t orig_pos = pos;
378         size_t poff, plen;
379         sector_t sector;
380
381         if (iomap->type == IOMAP_INLINE)
382                 return iomap_read_inline_data(iter, folio);
383
384         /* zero post-eof blocks as the page may be mapped */
385         ifs = ifs_alloc(iter->inode, folio, iter->flags);
386         iomap_adjust_read_range(iter->inode, folio, &pos, length, &poff, &plen);
387         if (plen == 0)
388                 goto done;
389
390         if (iomap_block_needs_zeroing(iter, pos)) {
391                 folio_zero_range(folio, poff, plen);
392                 iomap_set_range_uptodate(folio, poff, plen);
393                 goto done;
394         }
395
396         ctx->cur_folio_in_bio = true;
397         if (ifs) {
398                 spin_lock_irq(&ifs->state_lock);
399                 ifs->read_bytes_pending += plen;
400                 spin_unlock_irq(&ifs->state_lock);
401         }
402
403         sector = iomap_sector(iomap, pos);
404         if (!ctx->bio ||
405             bio_end_sector(ctx->bio) != sector ||
406             !bio_add_folio(ctx->bio, folio, plen, poff)) {
407                 gfp_t gfp = mapping_gfp_constraint(folio->mapping, GFP_KERNEL);
408                 gfp_t orig_gfp = gfp;
409                 unsigned int nr_vecs = DIV_ROUND_UP(length, PAGE_SIZE);
410
411                 if (ctx->bio)
412                         submit_bio(ctx->bio);
413
414                 if (ctx->rac) /* same as readahead_gfp_mask */
415                         gfp |= __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
416                 ctx->bio = bio_alloc(iomap->bdev, bio_max_segs(nr_vecs),
417                                      REQ_OP_READ, gfp);
418                 /*
419                  * If the bio_alloc fails, try it again for a single page to
420                  * avoid having to deal with partial page reads.  This emulates
421                  * what do_mpage_read_folio does.
422                  */
423                 if (!ctx->bio) {
424                         ctx->bio = bio_alloc(iomap->bdev, 1, REQ_OP_READ,
425                                              orig_gfp);
426                 }
427                 if (ctx->rac)
428                         ctx->bio->bi_opf |= REQ_RAHEAD;
429                 ctx->bio->bi_iter.bi_sector = sector;
430                 ctx->bio->bi_end_io = iomap_read_end_io;
431                 bio_add_folio_nofail(ctx->bio, folio, plen, poff);
432         }
433
434 done:
435         /*
436          * Move the caller beyond our range so that it keeps making progress.
437          * For that, we have to include any leading non-uptodate ranges, but
438          * we can skip trailing ones as they will be handled in the next
439          * iteration.
440          */
441         return pos - orig_pos + plen;
442 }
443
444 static loff_t iomap_read_folio_iter(const struct iomap_iter *iter,
445                 struct iomap_readpage_ctx *ctx)
446 {
447         struct folio *folio = ctx->cur_folio;
448         size_t offset = offset_in_folio(folio, iter->pos);
449         loff_t length = min_t(loff_t, folio_size(folio) - offset,
450                               iomap_length(iter));
451         loff_t done, ret;
452
453         for (done = 0; done < length; done += ret) {
454                 ret = iomap_readpage_iter(iter, ctx, done);
455                 if (ret <= 0)
456                         return ret;
457         }
458
459         return done;
460 }
461
462 int iomap_read_folio(struct folio *folio, const struct iomap_ops *ops)
463 {
464         struct iomap_iter iter = {
465                 .inode          = folio->mapping->host,
466                 .pos            = folio_pos(folio),
467                 .len            = folio_size(folio),
468         };
469         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
470                 .cur_folio      = folio,
471         };
472         int ret;
473
474         trace_iomap_readpage(iter.inode, 1);
475
476         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
477                 iter.processed = iomap_read_folio_iter(&iter, &ctx);
478
479         if (ctx.bio) {
480                 submit_bio(ctx.bio);
481                 WARN_ON_ONCE(!ctx.cur_folio_in_bio);
482         } else {
483                 WARN_ON_ONCE(ctx.cur_folio_in_bio);
484                 folio_unlock(folio);
485         }
486
487         /*
488          * Just like mpage_readahead and block_read_full_folio, we always
489          * return 0 and just set the folio error flag on errors.  This
490          * should be cleaned up throughout the stack eventually.
491          */
492         return 0;
493 }
494 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_read_folio);
495
496 static loff_t iomap_readahead_iter(const struct iomap_iter *iter,
497                 struct iomap_readpage_ctx *ctx)
498 {
499         loff_t length = iomap_length(iter);
500         loff_t done, ret;
501
502         for (done = 0; done < length; done += ret) {
503                 if (ctx->cur_folio &&
504                     offset_in_folio(ctx->cur_folio, iter->pos + done) == 0) {
505                         if (!ctx->cur_folio_in_bio)
506                                 folio_unlock(ctx->cur_folio);
507                         ctx->cur_folio = NULL;
508                 }
509                 if (!ctx->cur_folio) {
510                         ctx->cur_folio = readahead_folio(ctx->rac);
511                         ctx->cur_folio_in_bio = false;
512                 }
513                 ret = iomap_readpage_iter(iter, ctx, done);
514                 if (ret <= 0)
515                         return ret;
516         }
517
518         return done;
519 }
520
521 /**
522  * iomap_readahead - Attempt to read pages from a file.
523  * @rac: Describes the pages to be read.
524  * @ops: The operations vector for the filesystem.
525  *
526  * This function is for filesystems to call to implement their readahead
527  * address_space operation.
528  *
529  * Context: The @ops callbacks may submit I/O (eg to read the addresses of
530  * blocks from disc), and may wait for it.  The caller may be trying to
531  * access a different page, and so sleeping excessively should be avoided.
532  * It may allocate memory, but should avoid costly allocations.  This
533  * function is called with memalloc_nofs set, so allocations will not cause
534  * the filesystem to be reentered.
535  */
536 void iomap_readahead(struct readahead_control *rac, const struct iomap_ops *ops)
537 {
538         struct iomap_iter iter = {
539                 .inode  = rac->mapping->host,
540                 .pos    = readahead_pos(rac),
541                 .len    = readahead_length(rac),
542         };
543         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
544                 .rac    = rac,
545         };
546
547         trace_iomap_readahead(rac->mapping->host, readahead_count(rac));
548
549         while (iomap_iter(&iter, ops) > 0)
550                 iter.processed = iomap_readahead_iter(&iter, &ctx);
551
552         if (ctx.bio)
553                 submit_bio(ctx.bio);
554         if (ctx.cur_folio) {
555                 if (!ctx.cur_folio_in_bio)
556                         folio_unlock(ctx.cur_folio);
557         }
558 }
559 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_readahead);
560
561 /*
562  * iomap_is_partially_uptodate checks whether blocks within a folio are
563  * uptodate or not.
564  *
565  * Returns true if all blocks which correspond to the specified part
566  * of the folio are uptodate.
567  */
568 bool iomap_is_partially_uptodate(struct folio *folio, size_t from, size_t count)
569 {
570         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
571         struct inode *inode = folio->mapping->host;
572         unsigned first, last, i;
573
574         if (!ifs)
575                 return false;
576
577         /* Caller's range may extend past the end of this folio */
578         count = min(folio_size(folio) - from, count);
579
580         /* First and last blocks in range within folio */
581         first = from >> inode->i_blkbits;
582         last = (from + count - 1) >> inode->i_blkbits;
583
584         for (i = first; i <= last; i++)
585                 if (!ifs_block_is_uptodate(ifs, i))
586                         return false;
587         return true;
588 }
589 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_is_partially_uptodate);
590
591 /**
592  * iomap_get_folio - get a folio reference for writing
593  * @iter: iteration structure
594  * @pos: start offset of write
595  * @len: Suggested size of folio to create.
596  *
597  * Returns a locked reference to the folio at @pos, or an error pointer if the
598  * folio could not be obtained.
599  */
600 struct folio *iomap_get_folio(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, size_t len)
601 {
602         fgf_t fgp = FGP_WRITEBEGIN | FGP_NOFS;
603
604         if (iter->flags & IOMAP_NOWAIT)
605                 fgp |= FGP_NOWAIT;
606         fgp |= fgf_set_order(len);
607
608         return __filemap_get_folio(iter->inode->i_mapping, pos >> PAGE_SHIFT,
609                         fgp, mapping_gfp_mask(iter->inode->i_mapping));
610 }
611 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_get_folio);
612
613 bool iomap_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
614 {
615         trace_iomap_release_folio(folio->mapping->host, folio_pos(folio),
616                         folio_size(folio));
617
618         /*
619          * If the folio is dirty, we refuse to release our metadata because
620          * it may be partially dirty.  Once we track per-block dirty state,
621          * we can release the metadata if every block is dirty.
622          */
623         if (folio_test_dirty(folio))
624                 return false;
625         ifs_free(folio);
626         return true;
627 }
628 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_release_folio);
629
630 void iomap_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset, size_t len)
631 {
632         trace_iomap_invalidate_folio(folio->mapping->host,
633                                         folio_pos(folio) + offset, len);
634
635         /*
636          * If we're invalidating the entire folio, clear the dirty state
637          * from it and release it to avoid unnecessary buildup of the LRU.
638          */
639         if (offset == 0 && len == folio_size(folio)) {
640                 WARN_ON_ONCE(folio_test_writeback(folio));
641                 folio_cancel_dirty(folio);
642                 ifs_free(folio);
643         }
644 }
645 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_invalidate_folio);
646
647 bool iomap_dirty_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
648 {
649         struct inode *inode = mapping->host;
650         size_t len = folio_size(folio);
651
652         ifs_alloc(inode, folio, 0);
653         iomap_set_range_dirty(folio, 0, len);
654         return filemap_dirty_folio(mapping, folio);
655 }
656 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_dirty_folio);
657
658 static void
659 iomap_write_failed(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len)
660 {
661         loff_t i_size = i_size_read(inode);
662
663         /*
664          * Only truncate newly allocated pages beyoned EOF, even if the
665          * write started inside the existing inode size.
666          */
667         if (pos + len > i_size)
668                 truncate_pagecache_range(inode, max(pos, i_size),
669                                          pos + len - 1);
670 }
671
672 static int iomap_read_folio_sync(loff_t block_start, struct folio *folio,
673                 size_t poff, size_t plen, const struct iomap *iomap)
674 {
675         struct bio_vec bvec;
676         struct bio bio;
677
678         bio_init(&bio, iomap->bdev, &bvec, 1, REQ_OP_READ);
679         bio.bi_iter.bi_sector = iomap_sector(iomap, block_start);
680         bio_add_folio_nofail(&bio, folio, plen, poff);
681         return submit_bio_wait(&bio);
682 }
683
684 static int __iomap_write_begin(const struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
685                 size_t len, struct folio *folio)
686 {
687         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
688         struct iomap_folio_state *ifs;
689         loff_t block_size = i_blocksize(iter->inode);
690         loff_t block_start = round_down(pos, block_size);
691         loff_t block_end = round_up(pos + len, block_size);
692         unsigned int nr_blocks = i_blocks_per_folio(iter->inode, folio);
693         size_t from = offset_in_folio(folio, pos), to = from + len;
694         size_t poff, plen;
695
696         /*
697          * If the write or zeroing completely overlaps the current folio, then
698          * entire folio will be dirtied so there is no need for
699          * per-block state tracking structures to be attached to this folio.
700          * For the unshare case, we must read in the ondisk contents because we
701          * are not changing pagecache contents.
702          */
703         if (!(iter->flags & IOMAP_UNSHARE) && pos <= folio_pos(folio) &&
704             pos + len >= folio_pos(folio) + folio_size(folio))
705                 return 0;
706
707         ifs = ifs_alloc(iter->inode, folio, iter->flags);
708         if ((iter->flags & IOMAP_NOWAIT) && !ifs && nr_blocks > 1)
709                 return -EAGAIN;
710
711         if (folio_test_uptodate(folio))
712                 return 0;
713
714         do {
715                 iomap_adjust_read_range(iter->inode, folio, &block_start,
716                                 block_end - block_start, &poff, &plen);
717                 if (plen == 0)
718                         break;
719
720                 if (!(iter->flags & IOMAP_UNSHARE) &&
721                     (from <= poff || from >= poff + plen) &&
722                     (to <= poff || to >= poff + plen))
723                         continue;
724
725                 if (iomap_block_needs_zeroing(iter, block_start)) {
726                         if (WARN_ON_ONCE(iter->flags & IOMAP_UNSHARE))
727                                 return -EIO;
728                         folio_zero_segments(folio, poff, from, to, poff + plen);
729                 } else {
730                         int status;
731
732                         if (iter->flags & IOMAP_NOWAIT)
733                                 return -EAGAIN;
734
735                         status = iomap_read_folio_sync(block_start, folio,
736                                         poff, plen, srcmap);
737                         if (status)
738                                 return status;
739                 }
740                 iomap_set_range_uptodate(folio, poff, plen);
741         } while ((block_start += plen) < block_end);
742
743         return 0;
744 }
745
746 static struct folio *__iomap_get_folio(struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
747                 size_t len)
748 {
749         const struct iomap_folio_ops *folio_ops = iter->iomap.folio_ops;
750
751         if (folio_ops && folio_ops->get_folio)
752                 return folio_ops->get_folio(iter, pos, len);
753         else
754                 return iomap_get_folio(iter, pos, len);
755 }
756
757 static void __iomap_put_folio(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, size_t ret,
758                 struct folio *folio)
759 {
760         const struct iomap_folio_ops *folio_ops = iter->iomap.folio_ops;
761
762         if (folio_ops && folio_ops->put_folio) {
763                 folio_ops->put_folio(iter->inode, pos, ret, folio);
764         } else {
765                 folio_unlock(folio);
766                 folio_put(folio);
767         }
768 }
769
770 static int iomap_write_begin_inline(const struct iomap_iter *iter,
771                 struct folio *folio)
772 {
773         /* needs more work for the tailpacking case; disable for now */
774         if (WARN_ON_ONCE(iomap_iter_srcmap(iter)->offset != 0))
775                 return -EIO;
776         return iomap_read_inline_data(iter, folio);
777 }
778
779 static int iomap_write_begin(struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
780                 size_t len, struct folio **foliop)
781 {
782         const struct iomap_folio_ops *folio_ops = iter->iomap.folio_ops;
783         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
784         struct folio *folio;
785         int status = 0;
786
787         BUG_ON(pos + len > iter->iomap.offset + iter->iomap.length);
788         if (srcmap != &iter->iomap)
789                 BUG_ON(pos + len > srcmap->offset + srcmap->length);
790
791         if (fatal_signal_pending(current))
792                 return -EINTR;
793
794         if (!mapping_large_folio_support(iter->inode->i_mapping))
795                 len = min_t(size_t, len, PAGE_SIZE - offset_in_page(pos));
796
797         folio = __iomap_get_folio(iter, pos, len);
798         if (IS_ERR(folio))
799                 return PTR_ERR(folio);
800
801         /*
802          * Now we have a locked folio, before we do anything with it we need to
803          * check that the iomap we have cached is not stale. The inode extent
804          * mapping can change due to concurrent IO in flight (e.g.
805          * IOMAP_UNWRITTEN state can change and memory reclaim could have
806          * reclaimed a previously partially written page at this index after IO
807          * completion before this write reaches this file offset) and hence we
808          * could do the wrong thing here (zero a page range incorrectly or fail
809          * to zero) and corrupt data.
810          */
811         if (folio_ops && folio_ops->iomap_valid) {
812                 bool iomap_valid = folio_ops->iomap_valid(iter->inode,
813                                                          &iter->iomap);
814                 if (!iomap_valid) {
815                         iter->iomap.flags |= IOMAP_F_STALE;
816                         status = 0;
817                         goto out_unlock;
818                 }
819         }
820
821         if (pos + len > folio_pos(folio) + folio_size(folio))
822                 len = folio_pos(folio) + folio_size(folio) - pos;
823
824         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE)
825                 status = iomap_write_begin_inline(iter, folio);
826         else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD)
827                 status = __block_write_begin_int(folio, pos, len, NULL, srcmap);
828         else
829                 status = __iomap_write_begin(iter, pos, len, folio);
830
831         if (unlikely(status))
832                 goto out_unlock;
833
834         *foliop = folio;
835         return 0;
836
837 out_unlock:
838         __iomap_put_folio(iter, pos, 0, folio);
839
840         return status;
841 }
842
843 static bool __iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, size_t len,
844                 size_t copied, struct folio *folio)
845 {
846         flush_dcache_folio(folio);
847
848         /*
849          * The blocks that were entirely written will now be uptodate, so we
850          * don't have to worry about a read_folio reading them and overwriting a
851          * partial write.  However, if we've encountered a short write and only
852          * partially written into a block, it will not be marked uptodate, so a
853          * read_folio might come in and destroy our partial write.
854          *
855          * Do the simplest thing and just treat any short write to a
856          * non-uptodate page as a zero-length write, and force the caller to
857          * redo the whole thing.
858          */
859         if (unlikely(copied < len && !folio_test_uptodate(folio)))
860                 return false;
861         iomap_set_range_uptodate(folio, offset_in_folio(folio, pos), len);
862         iomap_set_range_dirty(folio, offset_in_folio(folio, pos), copied);
863         filemap_dirty_folio(inode->i_mapping, folio);
864         return true;
865 }
866
867 static void iomap_write_end_inline(const struct iomap_iter *iter,
868                 struct folio *folio, loff_t pos, size_t copied)
869 {
870         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
871         void *addr;
872
873         WARN_ON_ONCE(!folio_test_uptodate(folio));
874         BUG_ON(!iomap_inline_data_valid(iomap));
875
876         flush_dcache_folio(folio);
877         addr = kmap_local_folio(folio, pos);
878         memcpy(iomap_inline_data(iomap, pos), addr, copied);
879         kunmap_local(addr);
880
881         mark_inode_dirty(iter->inode);
882 }
883
884 /*
885  * Returns true if all copied bytes have been written to the pagecache,
886  * otherwise return false.
887  */
888 static bool iomap_write_end(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, size_t len,
889                 size_t copied, struct folio *folio)
890 {
891         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
892
893         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE) {
894                 iomap_write_end_inline(iter, folio, pos, copied);
895                 return true;
896         }
897
898         if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
899                 size_t bh_written;
900
901                 bh_written = block_write_end(NULL, iter->inode->i_mapping, pos,
902                                         len, copied, folio, NULL);
903                 WARN_ON_ONCE(bh_written != copied && bh_written != 0);
904                 return bh_written == copied;
905         }
906
907         return __iomap_write_end(iter->inode, pos, len, copied, folio);
908 }
909
910 static loff_t iomap_write_iter(struct iomap_iter *iter, struct iov_iter *i)
911 {
912         loff_t length = iomap_length(iter);
913         loff_t pos = iter->pos;
914         ssize_t total_written = 0;
915         long status = 0;
916         struct address_space *mapping = iter->inode->i_mapping;
917         size_t chunk = mapping_max_folio_size(mapping);
918         unsigned int bdp_flags = (iter->flags & IOMAP_NOWAIT) ? BDP_ASYNC : 0;
919
920         do {
921                 struct folio *folio;
922                 loff_t old_size;
923                 size_t offset;          /* Offset into folio */
924                 size_t bytes;           /* Bytes to write to folio */
925                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
926                 size_t written;         /* Bytes have been written */
927
928                 bytes = iov_iter_count(i);
929 retry:
930                 offset = pos & (chunk - 1);
931                 bytes = min(chunk - offset, bytes);
932                 status = balance_dirty_pages_ratelimited_flags(mapping,
933                                                                bdp_flags);
934                 if (unlikely(status))
935                         break;
936
937                 if (bytes > length)
938                         bytes = length;
939
940                 /*
941                  * Bring in the user page that we'll copy from _first_.
942                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
943                  * same page as we're writing to, without it being marked
944                  * up-to-date.
945                  *
946                  * For async buffered writes the assumption is that the user
947                  * page has already been faulted in. This can be optimized by
948                  * faulting the user page.
949                  */
950                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes) == bytes)) {
951                         status = -EFAULT;
952                         break;
953                 }
954
955                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &folio);
956                 if (unlikely(status)) {
957                         iomap_write_failed(iter->inode, pos, bytes);
958                         break;
959                 }
960                 if (iter->iomap.flags & IOMAP_F_STALE)
961                         break;
962
963                 offset = offset_in_folio(folio, pos);
964                 if (bytes > folio_size(folio) - offset)
965                         bytes = folio_size(folio) - offset;
966
967                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
968                         flush_dcache_folio(folio);
969
970                 copied = copy_folio_from_iter_atomic(folio, offset, bytes, i);
971                 written = iomap_write_end(iter, pos, bytes, copied, folio) ?
972                           copied : 0;
973
974                 /*
975                  * Update the in-memory inode size after copying the data into
976                  * the page cache.  It's up to the file system to write the
977                  * updated size to disk, preferably after I/O completion so that
978                  * no stale data is exposed.  Only once that's done can we
979                  * unlock and release the folio.
980                  */
981                 old_size = iter->inode->i_size;
982                 if (pos + written > old_size) {
983                         i_size_write(iter->inode, pos + written);
984                         iter->iomap.flags |= IOMAP_F_SIZE_CHANGED;
985                 }
986                 __iomap_put_folio(iter, pos, written, folio);
987
988                 if (old_size < pos)
989                         pagecache_isize_extended(iter->inode, old_size, pos);
990
991                 cond_resched();
992                 if (unlikely(written == 0)) {
993                         /*
994                          * A short copy made iomap_write_end() reject the
995                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
996                          * halfway through, might be a race with munmap,
997                          * might be severe memory pressure.
998                          */
999                         iomap_write_failed(iter->inode, pos, bytes);
1000                         iov_iter_revert(i, copied);
1001
1002                         if (chunk > PAGE_SIZE)
1003                                 chunk /= 2;
1004                         if (copied) {
1005                                 bytes = copied;
1006                                 goto retry;
1007                         }
1008                 } else {
1009                         pos += written;
1010                         total_written += written;
1011                         length -= written;
1012                 }
1013         } while (iov_iter_count(i) && length);
1014
1015         if (status == -EAGAIN) {
1016                 iov_iter_revert(i, total_written);
1017                 return -EAGAIN;
1018         }
1019         return total_written ? total_written : status;
1020 }
1021
1022 ssize_t
1023 iomap_file_buffered_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *i,
1024                 const struct iomap_ops *ops, void *private)
1025 {
1026         struct iomap_iter iter = {
1027                 .inode          = iocb->ki_filp->f_mapping->host,
1028                 .pos            = iocb->ki_pos,
1029                 .len            = iov_iter_count(i),
1030                 .flags          = IOMAP_WRITE,
1031                 .private        = private,
1032         };
1033         ssize_t ret;
1034
1035         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1036                 iter.flags |= IOMAP_NOWAIT;
1037
1038         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
1039                 iter.processed = iomap_write_iter(&iter, i);
1040
1041         if (unlikely(iter.pos == iocb->ki_pos))
1042                 return ret;
1043         ret = iter.pos - iocb->ki_pos;
1044         iocb->ki_pos = iter.pos;
1045         return ret;
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_buffered_write);
1048
1049 static void iomap_write_delalloc_ifs_punch(struct inode *inode,
1050                 struct folio *folio, loff_t start_byte, loff_t end_byte,
1051                 struct iomap *iomap, iomap_punch_t punch)
1052 {
1053         unsigned int first_blk, last_blk, i;
1054         loff_t last_byte;
1055         u8 blkbits = inode->i_blkbits;
1056         struct iomap_folio_state *ifs;
1057
1058         /*
1059          * When we have per-block dirty tracking, there can be
1060          * blocks within a folio which are marked uptodate
1061          * but not dirty. In that case it is necessary to punch
1062          * out such blocks to avoid leaking any delalloc blocks.
1063          */
1064         ifs = folio->private;
1065         if (!ifs)
1066                 return;
1067
1068         last_byte = min_t(loff_t, end_byte - 1,
1069                         folio_pos(folio) + folio_size(folio) - 1);
1070         first_blk = offset_in_folio(folio, start_byte) >> blkbits;
1071         last_blk = offset_in_folio(folio, last_byte) >> blkbits;
1072         for (i = first_blk; i <= last_blk; i++) {
1073                 if (!ifs_block_is_dirty(folio, ifs, i))
1074                         punch(inode, folio_pos(folio) + (i << blkbits),
1075                                     1 << blkbits, iomap);
1076         }
1077 }
1078
1079 static void iomap_write_delalloc_punch(struct inode *inode, struct folio *folio,
1080                 loff_t *punch_start_byte, loff_t start_byte, loff_t end_byte,
1081                 struct iomap *iomap, iomap_punch_t punch)
1082 {
1083         if (!folio_test_dirty(folio))
1084                 return;
1085
1086         /* if dirty, punch up to offset */
1087         if (start_byte > *punch_start_byte) {
1088                 punch(inode, *punch_start_byte, start_byte - *punch_start_byte,
1089                                 iomap);
1090         }
1091
1092         /* Punch non-dirty blocks within folio */
1093         iomap_write_delalloc_ifs_punch(inode, folio, start_byte, end_byte,
1094                         iomap, punch);
1095
1096         /*
1097          * Make sure the next punch start is correctly bound to
1098          * the end of this data range, not the end of the folio.
1099          */
1100         *punch_start_byte = min_t(loff_t, end_byte,
1101                                 folio_pos(folio) + folio_size(folio));
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Scan the data range passed to us for dirty page cache folios. If we find a
1106  * dirty folio, punch out the preceding range and update the offset from which
1107  * the next punch will start from.
1108  *
1109  * We can punch out storage reservations under clean pages because they either
1110  * contain data that has been written back - in which case the delalloc punch
1111  * over that range is a no-op - or they have been read faults in which case they
1112  * contain zeroes and we can remove the delalloc backing range and any new
1113  * writes to those pages will do the normal hole filling operation...
1114  *
1115  * This makes the logic simple: we only need to keep the delalloc extents only
1116  * over the dirty ranges of the page cache.
1117  *
1118  * This function uses [start_byte, end_byte) intervals (i.e. open ended) to
1119  * simplify range iterations.
1120  */
1121 static void iomap_write_delalloc_scan(struct inode *inode,
1122                 loff_t *punch_start_byte, loff_t start_byte, loff_t end_byte,
1123                 struct iomap *iomap, iomap_punch_t punch)
1124 {
1125         while (start_byte < end_byte) {
1126                 struct folio    *folio;
1127
1128                 /* grab locked page */
1129                 folio = filemap_lock_folio(inode->i_mapping,
1130                                 start_byte >> PAGE_SHIFT);
1131                 if (IS_ERR(folio)) {
1132                         start_byte = ALIGN_DOWN(start_byte, PAGE_SIZE) +
1133                                         PAGE_SIZE;
1134                         continue;
1135                 }
1136
1137                 iomap_write_delalloc_punch(inode, folio, punch_start_byte,
1138                                 start_byte, end_byte, iomap, punch);
1139
1140                 /* move offset to start of next folio in range */
1141                 start_byte = folio_next_index(folio) << PAGE_SHIFT;
1142                 folio_unlock(folio);
1143                 folio_put(folio);
1144         }
1145 }
1146
1147 /*
1148  * Punch out all the delalloc blocks in the range given except for those that
1149  * have dirty data still pending in the page cache - those are going to be
1150  * written and so must still retain the delalloc backing for writeback.
1151  *
1152  * As we are scanning the page cache for data, we don't need to reimplement the
1153  * wheel - mapping_seek_hole_data() does exactly what we need to identify the
1154  * start and end of data ranges correctly even for sub-folio block sizes. This
1155  * byte range based iteration is especially convenient because it means we
1156  * don't have to care about variable size folios, nor where the start or end of
1157  * the data range lies within a folio, if they lie within the same folio or even
1158  * if there are multiple discontiguous data ranges within the folio.
1159  *
1160  * It should be noted that mapping_seek_hole_data() is not aware of EOF, and so
1161  * can return data ranges that exist in the cache beyond EOF. e.g. a page fault
1162  * spanning EOF will initialise the post-EOF data to zeroes and mark it up to
1163  * date. A write page fault can then mark it dirty. If we then fail a write()
1164  * beyond EOF into that up to date cached range, we allocate a delalloc block
1165  * beyond EOF and then have to punch it out. Because the range is up to date,
1166  * mapping_seek_hole_data() will return it, and we will skip the punch because
1167  * the folio is dirty. THis is incorrect - we always need to punch out delalloc
1168  * beyond EOF in this case as writeback will never write back and covert that
1169  * delalloc block beyond EOF. Hence we limit the cached data scan range to EOF,
1170  * resulting in always punching out the range from the EOF to the end of the
1171  * range the iomap spans.
1172  *
1173  * Intervals are of the form [start_byte, end_byte) (i.e. open ended) because it
1174  * matches the intervals returned by mapping_seek_hole_data(). i.e. SEEK_DATA
1175  * returns the start of a data range (start_byte), and SEEK_HOLE(start_byte)
1176  * returns the end of the data range (data_end). Using closed intervals would
1177  * require sprinkling this code with magic "+ 1" and "- 1" arithmetic and expose
1178  * the code to subtle off-by-one bugs....
1179  */
1180 static void iomap_write_delalloc_release(struct inode *inode, loff_t start_byte,
1181                 loff_t end_byte, unsigned flags, struct iomap *iomap,
1182                 iomap_punch_t punch)
1183 {
1184         loff_t punch_start_byte = start_byte;
1185         loff_t scan_end_byte = min(i_size_read(inode), end_byte);
1186
1187         /*
1188          * Lock the mapping to avoid races with page faults re-instantiating
1189          * folios and dirtying them via ->page_mkwrite whilst we walk the
1190          * cache and perform delalloc extent removal. Failing to do this can
1191          * leave dirty pages with no space reservation in the cache.
1192          */
1193         filemap_invalidate_lock(inode->i_mapping);
1194         while (start_byte < scan_end_byte) {
1195                 loff_t          data_end;
1196
1197                 start_byte = mapping_seek_hole_data(inode->i_mapping,
1198                                 start_byte, scan_end_byte, SEEK_DATA);
1199                 /*
1200                  * If there is no more data to scan, all that is left is to
1201                  * punch out the remaining range.
1202                  *
1203                  * Note that mapping_seek_hole_data is only supposed to return
1204                  * either an offset or -ENXIO, so WARN on any other error as
1205                  * that would be an API change without updating the callers.
1206                  */
1207                 if (start_byte == -ENXIO || start_byte == scan_end_byte)
1208                         break;
1209                 if (WARN_ON_ONCE(start_byte < 0))
1210                         goto out_unlock;
1211                 WARN_ON_ONCE(start_byte < punch_start_byte);
1212                 WARN_ON_ONCE(start_byte > scan_end_byte);
1213
1214                 /*
1215                  * We find the end of this contiguous cached data range by
1216                  * seeking from start_byte to the beginning of the next hole.
1217                  */
1218                 data_end = mapping_seek_hole_data(inode->i_mapping, start_byte,
1219                                 scan_end_byte, SEEK_HOLE);
1220                 if (WARN_ON_ONCE(data_end < 0))
1221                         goto out_unlock;
1222
1223                 /*
1224                  * If we race with post-direct I/O invalidation of the page cache,
1225                  * there might be no data left at start_byte.
1226                  */
1227                 if (data_end == start_byte)
1228                         continue;
1229
1230                 WARN_ON_ONCE(data_end < start_byte);
1231                 WARN_ON_ONCE(data_end > scan_end_byte);
1232
1233                 iomap_write_delalloc_scan(inode, &punch_start_byte, start_byte,
1234                                 data_end, iomap, punch);
1235
1236                 /* The next data search starts at the end of this one. */
1237                 start_byte = data_end;
1238         }
1239
1240         if (punch_start_byte < end_byte)
1241                 punch(inode, punch_start_byte, end_byte - punch_start_byte,
1242                                 iomap);
1243 out_unlock:
1244         filemap_invalidate_unlock(inode->i_mapping);
1245 }
1246
1247 /*
1248  * When a short write occurs, the filesystem may need to remove reserved space
1249  * that was allocated in ->iomap_begin from it's ->iomap_end method. For
1250  * filesystems that use delayed allocation, we need to punch out delalloc
1251  * extents from the range that are not dirty in the page cache. As the write can
1252  * race with page faults, there can be dirty pages over the delalloc extent
1253  * outside the range of a short write but still within the delalloc extent
1254  * allocated for this iomap.
1255  *
1256  * This function uses [start_byte, end_byte) intervals (i.e. open ended) to
1257  * simplify range iterations.
1258  *
1259  * The punch() callback *must* only punch delalloc extents in the range passed
1260  * to it. It must skip over all other types of extents in the range and leave
1261  * them completely unchanged. It must do this punch atomically with respect to
1262  * other extent modifications.
1263  *
1264  * The punch() callback may be called with a folio locked to prevent writeback
1265  * extent allocation racing at the edge of the range we are currently punching.
1266  * The locked folio may or may not cover the range being punched, so it is not
1267  * safe for the punch() callback to lock folios itself.
1268  *
1269  * Lock order is:
1270  *
1271  * inode->i_rwsem (shared or exclusive)
1272  *   inode->i_mapping->invalidate_lock (exclusive)
1273  *     folio_lock()
1274  *       ->punch
1275  *         internal filesystem allocation lock
1276  */
1277 void iomap_file_buffered_write_punch_delalloc(struct inode *inode,
1278                 loff_t pos, loff_t length, ssize_t written, unsigned flags,
1279                 struct iomap *iomap, iomap_punch_t punch)
1280 {
1281         loff_t                  start_byte;
1282         loff_t                  end_byte;
1283         unsigned int            blocksize = i_blocksize(inode);
1284
1285         if (iomap->type != IOMAP_DELALLOC)
1286                 return;
1287
1288         /* If we didn't reserve the blocks, we're not allowed to punch them. */
1289         if (!(iomap->flags & IOMAP_F_NEW))
1290                 return;
1291
1292         /*
1293          * start_byte refers to the first unused block after a short write. If
1294          * nothing was written, round offset down to point at the first block in
1295          * the range.
1296          */
1297         if (unlikely(!written))
1298                 start_byte = round_down(pos, blocksize);
1299         else
1300                 start_byte = round_up(pos + written, blocksize);
1301         end_byte = round_up(pos + length, blocksize);
1302
1303         /* Nothing to do if we've written the entire delalloc extent */
1304         if (start_byte >= end_byte)
1305                 return;
1306
1307         iomap_write_delalloc_release(inode, start_byte, end_byte, flags, iomap,
1308                         punch);
1309 }
1310 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_buffered_write_punch_delalloc);
1311
1312 static loff_t iomap_unshare_iter(struct iomap_iter *iter)
1313 {
1314         struct iomap *iomap = &iter->iomap;
1315         loff_t pos = iter->pos;
1316         loff_t length = iomap_length(iter);
1317         loff_t written = 0;
1318
1319         /* Don't bother with blocks that are not shared to start with. */
1320         if (!(iomap->flags & IOMAP_F_SHARED))
1321                 return length;
1322
1323         /*
1324          * Don't bother with holes or unwritten extents.
1325          *
1326          * Note that we use srcmap directly instead of iomap_iter_srcmap as
1327          * unsharing requires providing a separate source map, and the presence
1328          * of one is a good indicator that unsharing is needed, unlike
1329          * IOMAP_F_SHARED which can be set for any data that goes into the COW
1330          * fork for XFS.
1331          */
1332         if (iter->srcmap.type == IOMAP_HOLE ||
1333             iter->srcmap.type == IOMAP_UNWRITTEN)
1334                 return length;
1335
1336         do {
1337                 struct folio *folio;
1338                 int status;
1339                 size_t offset;
1340                 size_t bytes = min_t(u64, SIZE_MAX, length);
1341                 bool ret;
1342
1343                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &folio);
1344                 if (unlikely(status))
1345                         return status;
1346                 if (iomap->flags & IOMAP_F_STALE)
1347                         break;
1348
1349                 offset = offset_in_folio(folio, pos);
1350                 if (bytes > folio_size(folio) - offset)
1351                         bytes = folio_size(folio) - offset;
1352
1353                 ret = iomap_write_end(iter, pos, bytes, bytes, folio);
1354                 __iomap_put_folio(iter, pos, bytes, folio);
1355                 if (WARN_ON_ONCE(!ret))
1356                         return -EIO;
1357
1358                 cond_resched();
1359
1360                 pos += bytes;
1361                 written += bytes;
1362                 length -= bytes;
1363
1364                 balance_dirty_pages_ratelimited(iter->inode->i_mapping);
1365         } while (length > 0);
1366
1367         return written;
1368 }
1369
1370 int
1371 iomap_file_unshare(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len,
1372                 const struct iomap_ops *ops)
1373 {
1374         struct iomap_iter iter = {
1375                 .inode          = inode,
1376                 .pos            = pos,
1377                 .len            = len,
1378                 .flags          = IOMAP_WRITE | IOMAP_UNSHARE,
1379         };
1380         int ret;
1381
1382         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
1383                 iter.processed = iomap_unshare_iter(&iter);
1384         return ret;
1385 }
1386 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_unshare);
1387
1388 /*
1389  * Flush the remaining range of the iter and mark the current mapping stale.
1390  * This is used when zero range sees an unwritten mapping that may have had
1391  * dirty pagecache over it.
1392  */
1393 static inline int iomap_zero_iter_flush_and_stale(struct iomap_iter *i)
1394 {
1395         struct address_space *mapping = i->inode->i_mapping;
1396         loff_t end = i->pos + i->len - 1;
1397
1398         i->iomap.flags |= IOMAP_F_STALE;
1399         return filemap_write_and_wait_range(mapping, i->pos, end);
1400 }
1401
1402 static loff_t iomap_zero_iter(struct iomap_iter *iter, bool *did_zero,
1403                 bool *range_dirty)
1404 {
1405         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
1406         loff_t pos = iter->pos;
1407         loff_t length = iomap_length(iter);
1408         loff_t written = 0;
1409
1410         /*
1411          * We must zero subranges of unwritten mappings that might be dirty in
1412          * pagecache from previous writes. We only know whether the entire range
1413          * was clean or not, however, and dirty folios may have been written
1414          * back or reclaimed at any point after mapping lookup.
1415          *
1416          * The easiest way to deal with this is to flush pagecache to trigger
1417          * any pending unwritten conversions and then grab the updated extents
1418          * from the fs. The flush may change the current mapping, so mark it
1419          * stale for the iterator to remap it for the next pass to handle
1420          * properly.
1421          *
1422          * Note that holes are treated the same as unwritten because zero range
1423          * is (ab)used for partial folio zeroing in some cases. Hole backed
1424          * post-eof ranges can be dirtied via mapped write and the flush
1425          * triggers writeback time post-eof zeroing.
1426          */
1427         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN) {
1428                 if (*range_dirty) {
1429                         *range_dirty = false;
1430                         return iomap_zero_iter_flush_and_stale(iter);
1431                 }
1432                 /* range is clean and already zeroed, nothing to do */
1433                 return length;
1434         }
1435
1436         do {
1437                 struct folio *folio;
1438                 int status;
1439                 size_t offset;
1440                 size_t bytes = min_t(u64, SIZE_MAX, length);
1441                 bool ret;
1442
1443                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &folio);
1444                 if (status)
1445                         return status;
1446                 if (iter->iomap.flags & IOMAP_F_STALE)
1447                         break;
1448
1449                 offset = offset_in_folio(folio, pos);
1450                 if (bytes > folio_size(folio) - offset)
1451                         bytes = folio_size(folio) - offset;
1452
1453                 folio_zero_range(folio, offset, bytes);
1454                 folio_mark_accessed(folio);
1455
1456                 ret = iomap_write_end(iter, pos, bytes, bytes, folio);
1457                 __iomap_put_folio(iter, pos, bytes, folio);
1458                 if (WARN_ON_ONCE(!ret))
1459                         return -EIO;
1460
1461                 pos += bytes;
1462                 length -= bytes;
1463                 written += bytes;
1464         } while (length > 0);
1465
1466         if (did_zero)
1467                 *did_zero = true;
1468         return written;
1469 }
1470
1471 int
1472 iomap_zero_range(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len, bool *did_zero,
1473                 const struct iomap_ops *ops)
1474 {
1475         struct iomap_iter iter = {
1476                 .inode          = inode,
1477                 .pos            = pos,
1478                 .len            = len,
1479                 .flags          = IOMAP_ZERO,
1480         };
1481         int ret;
1482         bool range_dirty;
1483
1484         /*
1485          * Zero range wants to skip pre-zeroed (i.e. unwritten) mappings, but
1486          * pagecache must be flushed to ensure stale data from previous
1487          * buffered writes is not exposed. A flush is only required for certain
1488          * types of mappings, but checking pagecache after mapping lookup is
1489          * racy with writeback and reclaim.
1490          *
1491          * Therefore, check the entire range first and pass along whether any
1492          * part of it is dirty. If so and an underlying mapping warrants it,
1493          * flush the cache at that point. This trades off the occasional false
1494          * positive (and spurious flush, if the dirty data and mapping don't
1495          * happen to overlap) for simplicity in handling a relatively uncommon
1496          * situation.
1497          */
1498         range_dirty = filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
1499                                         pos, pos + len - 1);
1500
1501         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
1502                 iter.processed = iomap_zero_iter(&iter, did_zero, &range_dirty);
1503         return ret;
1504 }
1505 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_zero_range);
1506
1507 int
1508 iomap_truncate_page(struct inode *inode, loff_t pos, bool *did_zero,
1509                 const struct iomap_ops *ops)
1510 {
1511         unsigned int blocksize = i_blocksize(inode);
1512         unsigned int off = pos & (blocksize - 1);
1513
1514         /* Block boundary? Nothing to do */
1515         if (!off)
1516                 return 0;
1517         return iomap_zero_range(inode, pos, blocksize - off, did_zero, ops);
1518 }
1519 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_truncate_page);
1520
1521 static loff_t iomap_folio_mkwrite_iter(struct iomap_iter *iter,
1522                 struct folio *folio)
1523 {
1524         loff_t length = iomap_length(iter);
1525         int ret;
1526
1527         if (iter->iomap.flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
1528                 ret = __block_write_begin_int(folio, iter->pos, length, NULL,
1529                                               &iter->iomap);
1530                 if (ret)
1531                         return ret;
1532                 block_commit_write(&folio->page, 0, length);
1533         } else {
1534                 WARN_ON_ONCE(!folio_test_uptodate(folio));
1535                 folio_mark_dirty(folio);
1536         }
1537
1538         return length;
1539 }
1540
1541 vm_fault_t iomap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf, const struct iomap_ops *ops)
1542 {
1543         struct iomap_iter iter = {
1544                 .inode          = file_inode(vmf->vma->vm_file),
1545                 .flags          = IOMAP_WRITE | IOMAP_FAULT,
1546         };
1547         struct folio *folio = page_folio(vmf->page);
1548         ssize_t ret;
1549
1550         folio_lock(folio);
1551         ret = folio_mkwrite_check_truncate(folio, iter.inode);
1552         if (ret < 0)
1553                 goto out_unlock;
1554         iter.pos = folio_pos(folio);
1555         iter.len = ret;
1556         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
1557                 iter.processed = iomap_folio_mkwrite_iter(&iter, folio);
1558
1559         if (ret < 0)
1560                 goto out_unlock;
1561         folio_wait_stable(folio);
1562         return VM_FAULT_LOCKED;
1563 out_unlock:
1564         folio_unlock(folio);
1565         return vmf_fs_error(ret);
1566 }
1567 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_page_mkwrite);
1568
1569 static void iomap_finish_folio_write(struct inode *inode, struct folio *folio,
1570                 size_t len)
1571 {
1572         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
1573
1574         WARN_ON_ONCE(i_blocks_per_folio(inode, folio) > 1 && !ifs);
1575         WARN_ON_ONCE(ifs && atomic_read(&ifs->write_bytes_pending) <= 0);
1576
1577         if (!ifs || atomic_sub_and_test(len, &ifs->write_bytes_pending))
1578                 folio_end_writeback(folio);
1579 }
1580
1581 /*
1582  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
1583  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
1584  * ioend after this.
1585  */
1586 static u32
1587 iomap_finish_ioend(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1588 {
1589         struct inode *inode = ioend->io_inode;
1590         struct bio *bio = &ioend->io_bio;
1591         struct folio_iter fi;
1592         u32 folio_count = 0;
1593
1594         if (error) {
1595                 mapping_set_error(inode->i_mapping, error);
1596                 if (!bio_flagged(bio, BIO_QUIET)) {
1597                         pr_err_ratelimited(
1598 "%s: writeback error on inode %lu, offset %lld, sector %llu",
1599                                 inode->i_sb->s_id, inode->i_ino,
1600                                 ioend->io_offset, ioend->io_sector);
1601                 }
1602         }
1603
1604         /* walk all folios in bio, ending page IO on them */
1605         bio_for_each_folio_all(fi, bio) {
1606                 iomap_finish_folio_write(inode, fi.folio, fi.length);
1607                 folio_count++;
1608         }
1609
1610         bio_put(bio);   /* frees the ioend */
1611         return folio_count;
1612 }
1613
1614 /*
1615  * Ioend completion routine for merged bios. This can only be called from task
1616  * contexts as merged ioends can be of unbound length. Hence we have to break up
1617  * the writeback completions into manageable chunks to avoid long scheduler
1618  * holdoffs. We aim to keep scheduler holdoffs down below 10ms so that we get
1619  * good batch processing throughput without creating adverse scheduler latency
1620  * conditions.
1621  */
1622 void
1623 iomap_finish_ioends(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1624 {
1625         struct list_head tmp;
1626         u32 completions;
1627
1628         might_sleep();
1629
1630         list_replace_init(&ioend->io_list, &tmp);
1631         completions = iomap_finish_ioend(ioend, error);
1632
1633         while (!list_empty(&tmp)) {
1634                 if (completions > IOEND_BATCH_SIZE * 8) {
1635                         cond_resched();
1636                         completions = 0;
1637                 }
1638                 ioend = list_first_entry(&tmp, struct iomap_ioend, io_list);
1639                 list_del_init(&ioend->io_list);
1640                 completions += iomap_finish_ioend(ioend, error);
1641         }
1642 }
1643 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_finish_ioends);
1644
1645 /*
1646  * We can merge two adjacent ioends if they have the same set of work to do.
1647  */
1648 static bool
1649 iomap_ioend_can_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct iomap_ioend *next)
1650 {
1651         if (ioend->io_bio.bi_status != next->io_bio.bi_status)
1652                 return false;
1653         if ((ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED) ^
1654             (next->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1655                 return false;
1656         if ((ioend->io_type == IOMAP_UNWRITTEN) ^
1657             (next->io_type == IOMAP_UNWRITTEN))
1658                 return false;
1659         if (ioend->io_offset + ioend->io_size != next->io_offset)
1660                 return false;
1661         /*
1662          * Do not merge physically discontiguous ioends. The filesystem
1663          * completion functions will have to iterate the physical
1664          * discontiguities even if we merge the ioends at a logical level, so
1665          * we don't gain anything by merging physical discontiguities here.
1666          *
1667          * We cannot use bio->bi_iter.bi_sector here as it is modified during
1668          * submission so does not point to the start sector of the bio at
1669          * completion.
1670          */
1671         if (ioend->io_sector + (ioend->io_size >> 9) != next->io_sector)
1672                 return false;
1673         return true;
1674 }
1675
1676 void
1677 iomap_ioend_try_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct list_head *more_ioends)
1678 {
1679         struct iomap_ioend *next;
1680
1681         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1682
1683         while ((next = list_first_entry_or_null(more_ioends, struct iomap_ioend,
1684                         io_list))) {
1685                 if (!iomap_ioend_can_merge(ioend, next))
1686                         break;
1687                 list_move_tail(&next->io_list, &ioend->io_list);
1688                 ioend->io_size += next->io_size;
1689         }
1690 }
1691 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_ioend_try_merge);
1692
1693 static int
1694 iomap_ioend_compare(void *priv, const struct list_head *a,
1695                 const struct list_head *b)
1696 {
1697         struct iomap_ioend *ia = container_of(a, struct iomap_ioend, io_list);
1698         struct iomap_ioend *ib = container_of(b, struct iomap_ioend, io_list);
1699
1700         if (ia->io_offset < ib->io_offset)
1701                 return -1;
1702         if (ia->io_offset > ib->io_offset)
1703                 return 1;
1704         return 0;
1705 }
1706
1707 void
1708 iomap_sort_ioends(struct list_head *ioend_list)
1709 {
1710         list_sort(NULL, ioend_list, iomap_ioend_compare);
1711 }
1712 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_sort_ioends);
1713
1714 static void iomap_writepage_end_bio(struct bio *bio)
1715 {
1716         iomap_finish_ioend(iomap_ioend_from_bio(bio),
1717                         blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1718 }
1719
1720 /*
1721  * Submit the final bio for an ioend.
1722  *
1723  * If @error is non-zero, it means that we have a situation where some part of
1724  * the submission process has failed after we've marked pages for writeback.
1725  * We cannot cancel ioend directly in that case, so call the bio end I/O handler
1726  * with the error status here to run the normal I/O completion handler to clear
1727  * the writeback bit and let the file system proess the errors.
1728  */
1729 static int iomap_submit_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, int error)
1730 {
1731         if (!wpc->ioend)
1732                 return error;
1733
1734         /*
1735          * Let the file systems prepare the I/O submission and hook in an I/O
1736          * comletion handler.  This also needs to happen in case after a
1737          * failure happened so that the file system end I/O handler gets called
1738          * to clean up.
1739          */
1740         if (wpc->ops->prepare_ioend)
1741                 error = wpc->ops->prepare_ioend(wpc->ioend, error);
1742
1743         if (error) {
1744                 wpc->ioend->io_bio.bi_status = errno_to_blk_status(error);
1745                 bio_endio(&wpc->ioend->io_bio);
1746         } else {
1747                 submit_bio(&wpc->ioend->io_bio);
1748         }
1749
1750         wpc->ioend = NULL;
1751         return error;
1752 }
1753
1754 static struct iomap_ioend *iomap_alloc_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1755                 struct writeback_control *wbc, struct inode *inode, loff_t pos)
1756 {
1757         struct iomap_ioend *ioend;
1758         struct bio *bio;
1759
1760         bio = bio_alloc_bioset(wpc->iomap.bdev, BIO_MAX_VECS,
1761                                REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc),
1762                                GFP_NOFS, &iomap_ioend_bioset);
1763         bio->bi_iter.bi_sector = iomap_sector(&wpc->iomap, pos);
1764         bio->bi_end_io = iomap_writepage_end_bio;
1765         wbc_init_bio(wbc, bio);
1766         bio->bi_write_hint = inode->i_write_hint;
1767
1768         ioend = iomap_ioend_from_bio(bio);
1769         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1770         ioend->io_type = wpc->iomap.type;
1771         ioend->io_flags = wpc->iomap.flags;
1772         ioend->io_inode = inode;
1773         ioend->io_size = 0;
1774         ioend->io_offset = pos;
1775         ioend->io_sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1776
1777         wpc->nr_folios = 0;
1778         return ioend;
1779 }
1780
1781 static bool iomap_can_add_to_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, loff_t pos)
1782 {
1783         if ((wpc->iomap.flags & IOMAP_F_SHARED) !=
1784             (wpc->ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1785                 return false;
1786         if (wpc->iomap.type != wpc->ioend->io_type)
1787                 return false;
1788         if (pos != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size)
1789                 return false;
1790         if (iomap_sector(&wpc->iomap, pos) !=
1791             bio_end_sector(&wpc->ioend->io_bio))
1792                 return false;
1793         /*
1794          * Limit ioend bio chain lengths to minimise IO completion latency. This
1795          * also prevents long tight loops ending page writeback on all the
1796          * folios in the ioend.
1797          */
1798         if (wpc->nr_folios >= IOEND_BATCH_SIZE)
1799                 return false;
1800         return true;
1801 }
1802
1803 /*
1804  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
1805  * first; otherwise finish off the current ioend and start another.
1806  *
1807  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is submitted to the block
1808  * layer instantly.  Batching optimisations are provided by higher level block
1809  * plugging.
1810  *
1811  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
1812  * writepage context that the caller will need to submit.
1813  */
1814 static int iomap_add_to_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1815                 struct writeback_control *wbc, struct folio *folio,
1816                 struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len)
1817 {
1818         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
1819         size_t poff = offset_in_folio(folio, pos);
1820         int error;
1821
1822         if (!wpc->ioend || !iomap_can_add_to_ioend(wpc, pos)) {
1823 new_ioend:
1824                 error = iomap_submit_ioend(wpc, 0);
1825                 if (error)
1826                         return error;
1827                 wpc->ioend = iomap_alloc_ioend(wpc, wbc, inode, pos);
1828         }
1829
1830         if (!bio_add_folio(&wpc->ioend->io_bio, folio, len, poff))
1831                 goto new_ioend;
1832
1833         if (ifs)
1834                 atomic_add(len, &ifs->write_bytes_pending);
1835         wpc->ioend->io_size += len;
1836         wbc_account_cgroup_owner(wbc, &folio->page, len);
1837         return 0;
1838 }
1839
1840 static int iomap_writepage_map_blocks(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1841                 struct writeback_control *wbc, struct folio *folio,
1842                 struct inode *inode, u64 pos, unsigned dirty_len,
1843                 unsigned *count)
1844 {
1845         int error;
1846
1847         do {
1848                 unsigned map_len;
1849
1850                 error = wpc->ops->map_blocks(wpc, inode, pos, dirty_len);
1851                 if (error)
1852                         break;
1853                 trace_iomap_writepage_map(inode, pos, dirty_len, &wpc->iomap);
1854
1855                 map_len = min_t(u64, dirty_len,
1856                         wpc->iomap.offset + wpc->iomap.length - pos);
1857                 WARN_ON_ONCE(!folio->private && map_len < dirty_len);
1858
1859                 switch (wpc->iomap.type) {
1860                 case IOMAP_INLINE:
1861                         WARN_ON_ONCE(1);
1862                         error = -EIO;
1863                         break;
1864                 case IOMAP_HOLE:
1865                         break;
1866                 default:
1867                         error = iomap_add_to_ioend(wpc, wbc, folio, inode, pos,
1868                                         map_len);
1869                         if (!error)
1870                                 (*count)++;
1871                         break;
1872                 }
1873                 dirty_len -= map_len;
1874                 pos += map_len;
1875         } while (dirty_len && !error);
1876
1877         /*
1878          * We cannot cancel the ioend directly here on error.  We may have
1879          * already set other pages under writeback and hence we have to run I/O
1880          * completion to mark the error state of the pages under writeback
1881          * appropriately.
1882          *
1883          * Just let the file system know what portion of the folio failed to
1884          * map.
1885          */
1886         if (error && wpc->ops->discard_folio)
1887                 wpc->ops->discard_folio(folio, pos);
1888         return error;
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Check interaction of the folio with the file end.
1893  *
1894  * If the folio is entirely beyond i_size, return false.  If it straddles
1895  * i_size, adjust end_pos and zero all data beyond i_size.
1896  */
1897 static bool iomap_writepage_handle_eof(struct folio *folio, struct inode *inode,
1898                 u64 *end_pos)
1899 {
1900         u64 isize = i_size_read(inode);
1901
1902         if (*end_pos > isize) {
1903                 size_t poff = offset_in_folio(folio, isize);
1904                 pgoff_t end_index = isize >> PAGE_SHIFT;
1905
1906                 /*
1907                  * If the folio is entirely ouside of i_size, skip it.
1908                  *
1909                  * This can happen due to a truncate operation that is in
1910                  * progress and in that case truncate will finish it off once
1911                  * we've dropped the folio lock.
1912                  *
1913                  * Note that the pgoff_t used for end_index is an unsigned long.
1914                  * If the given offset is greater than 16TB on a 32-bit system,
1915                  * then if we checked if the folio is fully outside i_size with
1916                  * "if (folio->index >= end_index + 1)", "end_index + 1" would
1917                  * overflow and evaluate to 0.  Hence this folio would be
1918                  * redirtied and written out repeatedly, which would result in
1919                  * an infinite loop; the user program performing this operation
1920                  * would hang.  Instead, we can detect this situation by
1921                  * checking if the folio is totally beyond i_size or if its
1922                  * offset is just equal to the EOF.
1923                  */
1924                 if (folio->index > end_index ||
1925                     (folio->index == end_index && poff == 0))
1926                         return false;
1927
1928                 /*
1929                  * The folio straddles i_size.
1930                  *
1931                  * It must be zeroed out on each and every writepage invocation
1932                  * because it may be mmapped:
1933                  *
1934                  *    A file is mapped in multiples of the page size.  For a
1935                  *    file that is not a multiple of the page size, the
1936                  *    remaining memory is zeroed when mapped, and writes to that
1937                  *    region are not written out to the file.
1938                  *
1939                  * Also adjust the writeback range to skip all blocks entirely
1940                  * beyond i_size.
1941                  */
1942                 folio_zero_segment(folio, poff, folio_size(folio));
1943                 *end_pos = round_up(isize, i_blocksize(inode));
1944         }
1945
1946         return true;
1947 }
1948
1949 static int iomap_writepage_map(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1950                 struct writeback_control *wbc, struct folio *folio)
1951 {
1952         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
1953         struct inode *inode = folio->mapping->host;
1954         u64 pos = folio_pos(folio);
1955         u64 end_pos = pos + folio_size(folio);
1956         unsigned count = 0;
1957         int error = 0;
1958         u32 rlen;
1959
1960         WARN_ON_ONCE(!folio_test_locked(folio));
1961         WARN_ON_ONCE(folio_test_dirty(folio));
1962         WARN_ON_ONCE(folio_test_writeback(folio));
1963
1964         trace_iomap_writepage(inode, pos, folio_size(folio));
1965
1966         if (!iomap_writepage_handle_eof(folio, inode, &end_pos)) {
1967                 folio_unlock(folio);
1968                 return 0;
1969         }
1970         WARN_ON_ONCE(end_pos <= pos);
1971
1972         if (i_blocks_per_folio(inode, folio) > 1) {
1973                 if (!ifs) {
1974                         ifs = ifs_alloc(inode, folio, 0);
1975                         iomap_set_range_dirty(folio, 0, end_pos - pos);
1976                 }
1977
1978                 /*
1979                  * Keep the I/O completion handler from clearing the writeback
1980                  * bit until we have submitted all blocks by adding a bias to
1981                  * ifs->write_bytes_pending, which is dropped after submitting
1982                  * all blocks.
1983                  */
1984                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&ifs->write_bytes_pending) != 0);
1985                 atomic_inc(&ifs->write_bytes_pending);
1986         }
1987
1988         /*
1989          * Set the writeback bit ASAP, as the I/O completion for the single
1990          * block per folio case happen hit as soon as we're submitting the bio.
1991          */
1992         folio_start_writeback(folio);
1993
1994         /*
1995          * Walk through the folio to find dirty areas to write back.
1996          */
1997         while ((rlen = iomap_find_dirty_range(folio, &pos, end_pos))) {
1998                 error = iomap_writepage_map_blocks(wpc, wbc, folio, inode,
1999                                 pos, rlen, &count);
2000                 if (error)
2001                         break;
2002                 pos += rlen;
2003         }
2004
2005         if (count)
2006                 wpc->nr_folios++;
2007
2008         /*
2009          * We can have dirty bits set past end of file in page_mkwrite path
2010          * while mapping the last partial folio. Hence it's better to clear
2011          * all the dirty bits in the folio here.
2012          */
2013         iomap_clear_range_dirty(folio, 0, folio_size(folio));
2014
2015         /*
2016          * Usually the writeback bit is cleared by the I/O completion handler.
2017          * But we may end up either not actually writing any blocks, or (when
2018          * there are multiple blocks in a folio) all I/O might have finished
2019          * already at this point.  In that case we need to clear the writeback
2020          * bit ourselves right after unlocking the page.
2021          */
2022         folio_unlock(folio);
2023         if (ifs) {
2024                 if (atomic_dec_and_test(&ifs->write_bytes_pending))
2025                         folio_end_writeback(folio);
2026         } else {
2027                 if (!count)
2028                         folio_end_writeback(folio);
2029         }
2030         mapping_set_error(inode->i_mapping, error);
2031         return error;
2032 }
2033
2034 int
2035 iomap_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc,
2036                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
2037                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
2038 {
2039         struct folio *folio = NULL;
2040         int error;
2041
2042         /*
2043          * Writeback from reclaim context should never happen except in the case
2044          * of a VM regression so warn about it and refuse to write the data.
2045          */
2046         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC | PF_KSWAPD)) ==
2047                         PF_MEMALLOC))
2048                 return -EIO;
2049
2050         wpc->ops = ops;
2051         while ((folio = writeback_iter(mapping, wbc, folio, &error)))
2052                 error = iomap_writepage_map(wpc, wbc, folio);
2053         return iomap_submit_ioend(wpc, error);
2054 }
2055 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepages);
2056
2057 static int __init iomap_buffered_init(void)
2058 {
2059         return bioset_init(&iomap_ioend_bioset, 4 * (PAGE_SIZE / SECTOR_SIZE),
2060                            offsetof(struct iomap_ioend, io_bio),
2061                            BIOSET_NEED_BVECS);
2062 }
2063 fs_initcall(iomap_buffered_init);