fs/f2fs/data.c

   1 /*
   2  * fs/f2fs/data.c
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012 Samsung Electronics Co., Ltd.
   5  *             http://www.samsung.com/
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 #include <linux/fs.h>
  12 #include <linux/f2fs_fs.h>
  13 #include <linux/buffer_head.h>
  14 #include <linux/mpage.h>
  15 #include <linux/aio.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/blkdev.h>
  19 #include <linux/bio.h>
  20 #include <linux/prefetch.h>
  21
  22 #include "f2fs.h"
  23 #include "node.h"
  24 #include "segment.h"
  25 #include <trace/events/f2fs.h>
  26
  27 static void f2fs_read_end_io(struct bio *bio, int err)
  28 {
  29         struct bio_vec *bvec;
  30         int i;
  31
  32         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
  33                 struct page *page = bvec->bv_page;
  34
  35                 if (!err) {
  36                         SetPageUptodate(page);
  37                 } else {
  38                         ClearPageUptodate(page);
  39                         SetPageError(page);
  40                 }
  41                 unlock_page(page);
  42         }
  43         bio_put(bio);
  44 }
  45
  46 static void f2fs_write_end_io(struct bio *bio, int err)
  47 {
  48         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(bio->bi_io_vec->bv_page->mapping->host->i_sb);
  49         struct bio_vec *bvec;
  50         int i;
  51
  52         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
  53                 struct page *page = bvec->bv_page;
  54
  55                 if (unlikely(err)) {
  56                         SetPageError(page);
  57                         set_bit(AS_EIO, &page->mapping->flags);
  58                         set_ckpt_flags(sbi->ckpt, CP_ERROR_FLAG);
  59                         sbi->sb->s_flags |= MS_RDONLY;
  60                 }
  61                 end_page_writeback(page);
  62                 dec_page_count(sbi, F2FS_WRITEBACK);
  63         }
  64
  65         if (bio->bi_private)
  66                 complete(bio->bi_private);
  67
  68         if (!get_pages(sbi, F2FS_WRITEBACK) &&
  69                         !list_empty(&sbi->cp_wait.task_list))
  70                 wake_up(&sbi->cp_wait);
  71
  72         bio_put(bio);
  73 }
  74
  75 /*
  76  * Low-level block read/write IO operations.
  77  */
  78 static struct bio *__bio_alloc(struct f2fs_sb_info *sbi, block_t blk_addr,
  79                                 int npages, bool is_read)
  80 {
  81         struct bio *bio;
  82
  83         /* No failure on bio allocation */
  84         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, npages);
  85
  86         bio->bi_bdev = sbi->sb->s_bdev;
  87         bio->bi_iter.bi_sector = SECTOR_FROM_BLOCK(sbi, blk_addr);
  88         bio->bi_end_io = is_read ? f2fs_read_end_io : f2fs_write_end_io;
  89
  90         return bio;
  91 }
  92
  93 static void __submit_merged_bio(struct f2fs_bio_info *io)
  94 {
  95         struct f2fs_io_info *fio = &io->fio;
  96         int rw;
  97
  98         if (!io->bio)
  99                 return;
 100
 101         rw = fio->rw;
 102
 103         if (is_read_io(rw)) {
 104                 trace_f2fs_submit_read_bio(io->sbi->sb, rw,
 105                                                 fio->type, io->bio);
 106                 submit_bio(rw, io->bio);
 107         } else {
 108                 trace_f2fs_submit_write_bio(io->sbi->sb, rw,
 109                                                 fio->type, io->bio);
 110                 /*
 111                  * META_FLUSH is only from the checkpoint procedure, and we
 112                  * should wait this metadata bio for FS consistency.
 113                  */
 114                 if (fio->type == META_FLUSH) {
 115                         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(wait);
 116                         io->bio->bi_private = &wait;
 117                         submit_bio(rw, io->bio);
 118                         wait_for_completion(&wait);
 119                 } else {
 120                         submit_bio(rw, io->bio);
 121                 }
 122         }
 123
 124         io->bio = NULL;
 125 }
 126
 127 void f2fs_submit_merged_bio(struct f2fs_sb_info *sbi,
 128                                 enum page_type type, int rw)
 129 {
 130         enum page_type btype = PAGE_TYPE_OF_BIO(type);
 131         struct f2fs_bio_info *io;
 132
 133         io = is_read_io(rw) ? &sbi->read_io : &sbi->write_io[btype];
 134
 135         mutex_lock(&io->io_mutex);
 136
 137         /* change META to META_FLUSH in the checkpoint procedure */
 138         if (type >= META_FLUSH) {
 139                 io->fio.type = META_FLUSH;
 140                 io->fio.rw = WRITE_FLUSH_FUA | REQ_META | REQ_PRIO;
 141         }
 142         __submit_merged_bio(io);
 143         mutex_unlock(&io->io_mutex);
 144 }
 145
 146 /*
 147  * Fill the locked page with data located in the block address.
 148  * Return unlocked page.
 149  */
 150 int f2fs_submit_page_bio(struct f2fs_sb_info *sbi, struct page *page,
 151                                         block_t blk_addr, int rw)
 152 {
 153         struct bio *bio;
 154
 155         trace_f2fs_submit_page_bio(page, blk_addr, rw);
 156
 157         /* Allocate a new bio */
 158         bio = __bio_alloc(sbi, blk_addr, 1, is_read_io(rw));
 159
 160         if (bio_add_page(bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0) < PAGE_CACHE_SIZE) {
 161                 bio_put(bio);
 162                 f2fs_put_page(page, 1);
 163                 return -EFAULT;
 164         }
 165
 166         submit_bio(rw, bio);
 167         return 0;
 168 }
 169
 170 void f2fs_submit_page_mbio(struct f2fs_sb_info *sbi, struct page *page,
 171                         block_t blk_addr, struct f2fs_io_info *fio)
 172 {
 173         enum page_type btype = PAGE_TYPE_OF_BIO(fio->type);
 174         struct f2fs_bio_info *io;
 175         bool is_read = is_read_io(fio->rw);
 176
 177         io = is_read ? &sbi->read_io : &sbi->write_io[btype];
 178
 179         verify_block_addr(sbi, blk_addr);
 180
 181         mutex_lock(&io->io_mutex);
 182
 183         if (!is_read)
 184                 inc_page_count(sbi, F2FS_WRITEBACK);
 185
 186         if (io->bio && (io->last_block_in_bio != blk_addr - 1 ||
 187                                                 io->fio.rw != fio->rw))
 188                 __submit_merged_bio(io);
 189 alloc_new:
 190         if (io->bio == NULL) {
 191                 int bio_blocks = MAX_BIO_BLOCKS(max_hw_blocks(sbi));
 192
 193                 io->bio = __bio_alloc(sbi, blk_addr, bio_blocks, is_read);
 194                 io->fio = *fio;
 195         }
 196
 197         if (bio_add_page(io->bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0) <
 198                                                         PAGE_CACHE_SIZE) {
 199                 __submit_merged_bio(io);
 200                 goto alloc_new;
 201         }
 202
 203         io->last_block_in_bio = blk_addr;
 204
 205         mutex_unlock(&io->io_mutex);
 206         trace_f2fs_submit_page_mbio(page, fio->rw, fio->type, blk_addr);
 207 }
 208
 209 /*
 210  * Lock ordering for the change of data block address:
 211  * ->data_page
 212  *  ->node_page
 213  *    update block addresses in the node page
 214  */
 215 static void __set_data_blkaddr(struct dnode_of_data *dn, block_t new_addr)
 216 {
 217         struct f2fs_node *rn;
 218         __le32 *addr_array;
 219         struct page *node_page = dn->node_page;
 220         unsigned int ofs_in_node = dn->ofs_in_node;
 221
 222         f2fs_wait_on_page_writeback(node_page, NODE);
 223
 224         rn = F2FS_NODE(node_page);
 225
 226         /* Get physical address of data block */
 227         addr_array = blkaddr_in_node(rn);
 228         addr_array[ofs_in_node] = cpu_to_le32(new_addr);
 229         set_page_dirty(node_page);
 230 }
 231
 232 int reserve_new_block(struct dnode_of_data *dn)
 233 {
 234         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(dn->inode->i_sb);
 235
 236         if (unlikely(is_inode_flag_set(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_ALLOC)))
 237                 return -EPERM;
 238         if (unlikely(!inc_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1)))
 239                 return -ENOSPC;
 240
 241         trace_f2fs_reserve_new_block(dn->inode, dn->nid, dn->ofs_in_node);
 242
 243         __set_data_blkaddr(dn, NEW_ADDR);
 244         dn->data_blkaddr = NEW_ADDR;
 245         mark_inode_dirty(dn->inode);
 246         sync_inode_page(dn);
 247         return 0;
 248 }
 249
 250 int f2fs_reserve_block(struct dnode_of_data *dn, pgoff_t index)
 251 {
 252         bool need_put = dn->inode_page ? false : true;
 253         int err;
 254
 255         /* if inode_page exists, index should be zero */
 256         f2fs_bug_on(!need_put && index);
 257
 258         err = get_dnode_of_data(dn, index, ALLOC_NODE);
 259         if (err)
 260                 return err;
 261
 262         if (dn->data_blkaddr == NULL_ADDR)
 263                 err = reserve_new_block(dn);
 264         if (err || need_put)
 265                 f2fs_put_dnode(dn);
 266         return err;
 267 }
 268
 269 static int check_extent_cache(struct inode *inode, pgoff_t pgofs,
 270                                         struct buffer_head *bh_result)
 271 {
 272         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
 273         pgoff_t start_fofs, end_fofs;
 274         block_t start_blkaddr;
 275
 276         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 277                 return 0;
 278
 279         read_lock(&fi->ext.ext_lock);
 280         if (fi->ext.len == 0) {
 281                 read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 282                 return 0;
 283         }
 284
 285         stat_inc_total_hit(inode->i_sb);
 286
 287         start_fofs = fi->ext.fofs;
 288         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 289         start_blkaddr = fi->ext.blk_addr;
 290
 291         if (pgofs >= start_fofs && pgofs <= end_fofs) {
 292                 unsigned int blkbits = inode->i_sb->s_blocksize_bits;
 293                 size_t count;
 294
 295                 clear_buffer_new(bh_result);
 296                 map_bh(bh_result, inode->i_sb,
 297                                 start_blkaddr + pgofs - start_fofs);
 298                 count = end_fofs - pgofs + 1;
 299                 if (count < (UINT_MAX >> blkbits))
 300                         bh_result->b_size = (count << blkbits);
 301                 else
 302                         bh_result->b_size = UINT_MAX;
 303
 304                 stat_inc_read_hit(inode->i_sb);
 305                 read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 306                 return 1;
 307         }
 308         read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 309         return 0;
 310 }
 311
 312 void update_extent_cache(block_t blk_addr, struct dnode_of_data *dn)
 313 {
 314         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(dn->inode);
 315         pgoff_t fofs, start_fofs, end_fofs;
 316         block_t start_blkaddr, end_blkaddr;
 317         int need_update = true;
 318
 319         f2fs_bug_on(blk_addr == NEW_ADDR);
 320         fofs = start_bidx_of_node(ofs_of_node(dn->node_page), fi) +
 321                                                         dn->ofs_in_node;
 322
 323         /* Update the page address in the parent node */
 324         __set_data_blkaddr(dn, blk_addr);
 325
 326         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 327                 return;
 328
 329         write_lock(&fi->ext.ext_lock);
 330
 331         start_fofs = fi->ext.fofs;
 332         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 333         start_blkaddr = fi->ext.blk_addr;
 334         end_blkaddr = fi->ext.blk_addr + fi->ext.len - 1;
 335
 336         /* Drop and initialize the matched extent */
 337         if (fi->ext.len == 1 && fofs == start_fofs)
 338                 fi->ext.len = 0;
 339
 340         /* Initial extent */
 341         if (fi->ext.len == 0) {
 342                 if (blk_addr != NULL_ADDR) {
 343                         fi->ext.fofs = fofs;
 344                         fi->ext.blk_addr = blk_addr;
 345                         fi->ext.len = 1;
 346                 }
 347                 goto end_update;
 348         }
 349
 350         /* Front merge */
 351         if (fofs == start_fofs - 1 && blk_addr == start_blkaddr - 1) {
 352                 fi->ext.fofs--;
 353                 fi->ext.blk_addr--;
 354                 fi->ext.len++;
 355                 goto end_update;
 356         }
 357
 358         /* Back merge */
 359         if (fofs == end_fofs + 1 && blk_addr == end_blkaddr + 1) {
 360                 fi->ext.len++;
 361                 goto end_update;
 362         }
 363
 364         /* Split the existing extent */
 365         if (fi->ext.len > 1 &&
 366                 fofs >= start_fofs && fofs <= end_fofs) {
 367                 if ((end_fofs - fofs) < (fi->ext.len >> 1)) {
 368                         fi->ext.len = fofs - start_fofs;
 369                 } else {
 370                         fi->ext.fofs = fofs + 1;
 371                         fi->ext.blk_addr = start_blkaddr +
 372                                         fofs - start_fofs + 1;
 373                         fi->ext.len -= fofs - start_fofs + 1;
 374                 }
 375         } else {
 376                 need_update = false;
 377         }
 378
 379         /* Finally, if the extent is very fragmented, let's drop the cache. */
 380         if (fi->ext.len < F2FS_MIN_EXTENT_LEN) {
 381                 fi->ext.len = 0;
 382                 set_inode_flag(fi, FI_NO_EXTENT);
 383                 need_update = true;
 384         }
 385 end_update:
 386         write_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 387         if (need_update)
 388                 sync_inode_page(dn);
 389         return;
 390 }
 391
 392 struct page *find_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index, bool sync)
 393 {
 394         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 395         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 396         struct dnode_of_data dn;
 397         struct page *page;
 398         int err;
 399
 400         page = find_get_page(mapping, index);
 401         if (page && PageUptodate(page))
 402                 return page;
 403         f2fs_put_page(page, 0);
 404
 405         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 406         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 407         if (err)
 408                 return ERR_PTR(err);
 409         f2fs_put_dnode(&dn);
 410
 411         if (dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)
 412                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 413
 414         /* By fallocate(), there is no cached page, but with NEW_ADDR */
 415         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NEW_ADDR))
 416                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 417
 418         page = grab_cache_page_write_begin(mapping, index, AOP_FLAG_NOFS);
 419         if (!page)
 420                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 421
 422         if (PageUptodate(page)) {
 423                 unlock_page(page);
 424                 return page;
 425         }
 426
 427         err = f2fs_submit_page_bio(sbi, page, dn.data_blkaddr,
 428                                         sync ? READ_SYNC : READA);
 429         if (err)
 430                 return ERR_PTR(err);
 431
 432         if (sync) {
 433                 wait_on_page_locked(page);
 434                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 435                         f2fs_put_page(page, 0);
 436                         return ERR_PTR(-EIO);
 437                 }
 438         }
 439         return page;
 440 }
 441
 442 /*
 443  * If it tries to access a hole, return an error.
 444  * Because, the callers, functions in dir.c and GC, should be able to know
 445  * whether this page exists or not.
 446  */
 447 struct page *get_lock_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index)
 448 {
 449         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 450         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 451         struct dnode_of_data dn;
 452         struct page *page;
 453         int err;
 454
 455 repeat:
 456         page = grab_cache_page_write_begin(mapping, index, AOP_FLAG_NOFS);
 457         if (!page)
 458                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 459
 460         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 461         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 462         if (err) {
 463                 f2fs_put_page(page, 1);
 464                 return ERR_PTR(err);
 465         }
 466         f2fs_put_dnode(&dn);
 467
 468         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)) {
 469                 f2fs_put_page(page, 1);
 470                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 471         }
 472
 473         if (PageUptodate(page))
 474                 return page;
 475
 476         /*
 477          * A new dentry page is allocated but not able to be written, since its
 478          * new inode page couldn't be allocated due to -ENOSPC.
 479          * In such the case, its blkaddr can be remained as NEW_ADDR.
 480          * see, f2fs_add_link -> get_new_data_page -> init_inode_metadata.
 481          */
 482         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 483                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 484                 SetPageUptodate(page);
 485                 return page;
 486         }
 487
 488         err = f2fs_submit_page_bio(sbi, page, dn.data_blkaddr, READ_SYNC);
 489         if (err)
 490                 return ERR_PTR(err);
 491
 492         lock_page(page);
 493         if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 494                 f2fs_put_page(page, 1);
 495                 return ERR_PTR(-EIO);
 496         }
 497         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 498                 f2fs_put_page(page, 1);
 499                 goto repeat;
 500         }
 501         return page;
 502 }
 503
 504 /*
 505  * Caller ensures that this data page is never allocated.
 506  * A new zero-filled data page is allocated in the page cache.
 507  *
 508  * Also, caller should grab and release a rwsem by calling f2fs_lock_op() and
 509  * f2fs_unlock_op().
 510  * Note that, ipage is set only by make_empty_dir.
 511  */
 512 struct page *get_new_data_page(struct inode *inode,
 513                 struct page *ipage, pgoff_t index, bool new_i_size)
 514 {
 515         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 516         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 517         struct page *page;
 518         struct dnode_of_data dn;
 519         int err;
 520
 521         set_new_dnode(&dn, inode, ipage, NULL, 0);
 522         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
 523         if (err)
 524                 return ERR_PTR(err);
 525 repeat:
 526         page = grab_cache_page(mapping, index);
 527         if (!page) {
 528                 err = -ENOMEM;
 529                 goto put_err;
 530         }
 531
 532         if (PageUptodate(page))
 533                 return page;
 534
 535         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 536                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 537                 SetPageUptodate(page);
 538         } else {
 539                 err = f2fs_submit_page_bio(sbi, page, dn.data_blkaddr,
 540                                                                 READ_SYNC);
 541                 if (err)
 542                         goto put_err;
 543
 544                 lock_page(page);
 545                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 546                         f2fs_put_page(page, 1);
 547                         err = -EIO;
 548                         goto put_err;
 549                 }
 550                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 551                         f2fs_put_page(page, 1);
 552                         goto repeat;
 553                 }
 554         }
 555
 556         if (new_i_size &&
 557                 i_size_read(inode) < ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT)) {
 558                 i_size_write(inode, ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT));
 559                 /* Only the directory inode sets new_i_size */
 560                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_DIR);
 561         }
 562         return page;
 563
 564 put_err:
 565         f2fs_put_dnode(&dn);
 566         return ERR_PTR(err);
 567 }
 568
 569 static int __allocate_data_block(struct dnode_of_data *dn)
 570 {
 571         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(dn->inode->i_sb);
 572         struct f2fs_summary sum;
 573         block_t new_blkaddr;
 574         struct node_info ni;
 575         int type;
 576
 577         if (unlikely(is_inode_flag_set(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_ALLOC)))
 578                 return -EPERM;
 579         if (unlikely(!inc_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1)))
 580                 return -ENOSPC;
 581
 582         __set_data_blkaddr(dn, NEW_ADDR);
 583         dn->data_blkaddr = NEW_ADDR;
 584
 585         get_node_info(sbi, dn->nid, &ni);
 586         set_summary(&sum, dn->nid, dn->ofs_in_node, ni.version);
 587
 588         type = CURSEG_WARM_DATA;
 589
 590         allocate_data_block(sbi, NULL, NULL_ADDR, &new_blkaddr, &sum, type);
 591
 592         /* direct IO doesn't use extent cache to maximize the performance */
 593         set_inode_flag(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_EXTENT);
 594         update_extent_cache(new_blkaddr, dn);
 595         clear_inode_flag(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_EXTENT);
 596
 597         dn->data_blkaddr = new_blkaddr;
 598         return 0;
 599 }
 600
 601 /*
 602  * get_data_block() now supported readahead/bmap/rw direct_IO with mapped bh.
 603  * If original data blocks are allocated, then give them to blockdev.
 604  * Otherwise,
 605  *     a. preallocate requested block addresses
 606  *     b. do not use extent cache for better performance
 607  *     c. give the block addresses to blockdev
 608  */
 609 static int get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 610                         struct buffer_head *bh_result, int create)
 611 {
 612         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 613         unsigned int blkbits = inode->i_sb->s_blocksize_bits;
 614         unsigned maxblocks = bh_result->b_size >> blkbits;
 615         struct dnode_of_data dn;
 616         int mode = create ? ALLOC_NODE : LOOKUP_NODE_RA;
 617         pgoff_t pgofs, end_offset;
 618         int err = 0, ofs = 1;
 619         bool allocated = false;
 620
 621         /* Get the page offset from the block offset(iblock) */
 622         pgofs = (pgoff_t)(iblock >> (PAGE_CACHE_SHIFT - blkbits));
 623
 624         if (check_extent_cache(inode, pgofs, bh_result))
 625                 goto out;
 626
 627         if (create)
 628                 f2fs_lock_op(sbi);
 629
 630         /* When reading holes, we need its node page */
 631         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 632         err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
 633         if (err) {
 634                 if (err == -ENOENT)
 635                         err = 0;
 636                 goto unlock_out;
 637         }
 638         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR)
 639                 goto put_out;
 640
 641         if (dn.data_blkaddr != NULL_ADDR) {
 642                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
 643         } else if (create) {
 644                 err = __allocate_data_block(&dn);
 645                 if (err)
 646                         goto put_out;
 647                 allocated = true;
 648                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
 649         } else {
 650                 goto put_out;
 651         }
 652
 653         end_offset = IS_INODE(dn.node_page) ?
 654                         ADDRS_PER_INODE(F2FS_I(inode)) : ADDRS_PER_BLOCK;
 655         bh_result->b_size = (((size_t)1) << blkbits);
 656         dn.ofs_in_node++;
 657         pgofs++;
 658
 659 get_next:
 660         if (dn.ofs_in_node >= end_offset) {
 661                 if (allocated)
 662                         sync_inode_page(&dn);
 663                 allocated = false;
 664                 f2fs_put_dnode(&dn);
 665
 666                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 667                 err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
 668                 if (err) {
 669                         if (err == -ENOENT)
 670                                 err = 0;
 671                         goto unlock_out;
 672                 }
 673                 if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR)
 674                         goto put_out;
 675
 676                 end_offset = IS_INODE(dn.node_page) ?
 677                         ADDRS_PER_INODE(F2FS_I(inode)) : ADDRS_PER_BLOCK;
 678         }
 679
 680         if (maxblocks > (bh_result->b_size >> blkbits)) {
 681                 block_t blkaddr = datablock_addr(dn.node_page, dn.ofs_in_node);
 682                 if (blkaddr == NULL_ADDR && create) {
 683                         err = __allocate_data_block(&dn);
 684                         if (err)
 685                                 goto sync_out;
 686                         allocated = true;
 687                         blkaddr = dn.data_blkaddr;
 688                 }
 689                 /* Give more consecutive addresses for the read ahead */
 690                 if (blkaddr == (bh_result->b_blocknr + ofs)) {
 691                         ofs++;
 692                         dn.ofs_in_node++;
 693                         pgofs++;
 694                         bh_result->b_size += (((size_t)1) << blkbits);
 695                         goto get_next;
 696                 }
 697         }
 698 sync_out:
 699         if (allocated)
 700                 sync_inode_page(&dn);
 701 put_out:
 702         f2fs_put_dnode(&dn);
 703 unlock_out:
 704         if (create)
 705                 f2fs_unlock_op(sbi);
 706 out:
 707         trace_f2fs_get_data_block(inode, iblock, bh_result, err);
 708         return err;
 709 }
 710
 711 static int f2fs_read_data_page(struct file *file, struct page *page)
 712 {
 713         struct inode *inode = page->mapping->host;
 714         int ret;
 715
 716         /* If the file has inline data, try to read it directlly */
 717         if (f2fs_has_inline_data(inode))
 718                 ret = f2fs_read_inline_data(inode, page);
 719         else
 720                 ret = mpage_readpage(page, get_data_block);
 721
 722         return ret;
 723 }
 724
 725 static int f2fs_read_data_pages(struct file *file,
 726                         struct address_space *mapping,
 727                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 728 {
 729         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 730
 731         /* If the file has inline data, skip readpages */
 732         if (f2fs_has_inline_data(inode))
 733                 return 0;
 734
 735         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, get_data_block);
 736 }
 737
 738 int do_write_data_page(struct page *page, struct f2fs_io_info *fio)
 739 {
 740         struct inode *inode = page->mapping->host;
 741         block_t old_blkaddr, new_blkaddr;
 742         struct dnode_of_data dn;
 743         int err = 0;
 744
 745         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 746         err = get_dnode_of_data(&dn, page->index, LOOKUP_NODE);
 747         if (err)
 748                 return err;
 749
 750         old_blkaddr = dn.data_blkaddr;
 751
 752         /* This page is already truncated */
 753         if (old_blkaddr == NULL_ADDR)
 754                 goto out_writepage;
 755
 756         set_page_writeback(page);
 757
 758         /*
 759          * If current allocation needs SSR,
 760          * it had better in-place writes for updated data.
 761          */
 762         if (unlikely(old_blkaddr != NEW_ADDR &&
 763                         !is_cold_data(page) &&
 764                         need_inplace_update(inode))) {
 765                 rewrite_data_page(page, old_blkaddr, fio);
 766         } else {
 767                 write_data_page(page, &dn, &new_blkaddr, fio);
 768                 update_extent_cache(new_blkaddr, &dn);
 769         }
 770 out_writepage:
 771         f2fs_put_dnode(&dn);
 772         return err;
 773 }
 774
 775 static int f2fs_write_data_page(struct page *page,
 776                                         struct writeback_control *wbc)
 777 {
 778         struct inode *inode = page->mapping->host;
 779         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 780         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 781         const pgoff_t end_index = ((unsigned long long) i_size)
 782                                                         >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 783         unsigned offset = 0;
 784         bool need_balance_fs = false;
 785         int err = 0;
 786         struct f2fs_io_info fio = {
 787                 .type = DATA,
 788                 .rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE,
 789         };
 790
 791         if (page->index < end_index)
 792                 goto write;
 793
 794         /*
 795          * If the offset is out-of-range of file size,
 796          * this page does not have to be written to disk.
 797          */
 798         offset = i_size & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 799         if ((page->index >= end_index + 1) || !offset) {
 800                 if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
 801                         dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
 802                         inode_dec_dirty_dents(inode);
 803                 }
 804                 goto out;
 805         }
 806
 807         zero_user_segment(page, offset, PAGE_CACHE_SIZE);
 808 write:
 809         if (unlikely(sbi->por_doing)) {
 810                 err = AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
 811                 goto redirty_out;
 812         }
 813
 814         /* Dentry blocks are controlled by checkpoint */
 815         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
 816                 dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
 817                 inode_dec_dirty_dents(inode);
 818                 err = do_write_data_page(page, &fio);
 819         } else {
 820                 f2fs_lock_op(sbi);
 821
 822                 if (f2fs_has_inline_data(inode) || f2fs_may_inline(inode)) {
 823                         err = f2fs_write_inline_data(inode, page, offset);
 824                         f2fs_unlock_op(sbi);
 825                         goto out;
 826                 } else {
 827                         err = do_write_data_page(page, &fio);
 828                 }
 829
 830                 f2fs_unlock_op(sbi);
 831                 need_balance_fs = true;
 832         }
 833         if (err == -ENOENT)
 834                 goto out;
 835         else if (err)
 836                 goto redirty_out;
 837
 838         if (wbc->for_reclaim) {
 839                 f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
 840                 need_balance_fs = false;
 841         }
 842
 843         clear_cold_data(page);
 844 out:
 845         unlock_page(page);
 846         if (need_balance_fs)
 847                 f2fs_balance_fs(sbi);
 848         return 0;
 849
 850 redirty_out:
 851         wbc->pages_skipped++;
 852         set_page_dirty(page);
 853         return err;
 854 }
 855
 856 #define MAX_DESIRED_PAGES_WP    4096
 857
 858 static int __f2fs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
 859                         void *data)
 860 {
 861         struct address_space *mapping = data;
 862         int ret = mapping->a_ops->writepage(page, wbc);
 863         mapping_set_error(mapping, ret);
 864         return ret;
 865 }
 866
 867 static int f2fs_write_data_pages(struct address_space *mapping,
 868                             struct writeback_control *wbc)
 869 {
 870         struct inode *inode = mapping->host;
 871         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 872         bool locked = false;
 873         int ret;
 874         long excess_nrtw = 0, desired_nrtw;
 875
 876         /* deal with chardevs and other special file */
 877         if (!mapping->a_ops->writepage)
 878                 return 0;
 879
 880         if (wbc->nr_to_write < MAX_DESIRED_PAGES_WP) {
 881                 desired_nrtw = MAX_DESIRED_PAGES_WP;
 882                 excess_nrtw = desired_nrtw - wbc->nr_to_write;
 883                 wbc->nr_to_write = desired_nrtw;
 884         }
 885
 886         if (!S_ISDIR(inode->i_mode)) {
 887                 mutex_lock(&sbi->writepages);
 888                 locked = true;
 889         }
 890         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, __f2fs_writepage, mapping);
 891         if (locked)
 892                 mutex_unlock(&sbi->writepages);
 893
 894         f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
 895
 896         remove_dirty_dir_inode(inode);
 897
 898         wbc->nr_to_write -= excess_nrtw;
 899         return ret;
 900 }
 901
 902 static int f2fs_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 903                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 904                 struct page **pagep, void **fsdata)
 905 {
 906         struct inode *inode = mapping->host;
 907         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
 908         struct page *page;
 909         pgoff_t index = ((unsigned long long) pos) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 910         struct dnode_of_data dn;
 911         int err = 0;
 912
 913         f2fs_balance_fs(sbi);
 914 repeat:
 915         err = f2fs_convert_inline_data(inode, pos + len);
 916         if (err)
 917                 return err;
 918
 919         page = grab_cache_page_write_begin(mapping, index, flags);
 920         if (!page)
 921                 return -ENOMEM;
 922         *pagep = page;
 923
 924         if (f2fs_has_inline_data(inode) && (pos + len) <= MAX_INLINE_DATA)
 925                 goto inline_data;
 926
 927         f2fs_lock_op(sbi);
 928         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 929         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
 930         f2fs_unlock_op(sbi);
 931
 932         if (err) {
 933                 f2fs_put_page(page, 1);
 934                 return err;
 935         }
 936 inline_data:
 937         if ((len == PAGE_CACHE_SIZE) || PageUptodate(page))
 938                 return 0;
 939
 940         if ((pos & PAGE_CACHE_MASK) >= i_size_read(inode)) {
 941                 unsigned start = pos & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 942                 unsigned end = start + len;
 943
 944                 /* Reading beyond i_size is simple: memset to zero */
 945                 zero_user_segments(page, 0, start, end, PAGE_CACHE_SIZE);
 946                 goto out;
 947         }
 948
 949         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 950                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 951         } else {
 952                 if (f2fs_has_inline_data(inode))
 953                         err = f2fs_read_inline_data(inode, page);
 954                 else
 955                         err = f2fs_submit_page_bio(sbi, page, dn.data_blkaddr,
 956                                                         READ_SYNC);
 957                 if (err)
 958                         return err;
 959                 lock_page(page);
 960                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 961                         f2fs_put_page(page, 1);
 962                         return -EIO;
 963                 }
 964                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 965                         f2fs_put_page(page, 1);
 966                         goto repeat;
 967                 }
 968         }
 969 out:
 970         SetPageUptodate(page);
 971         clear_cold_data(page);
 972         return 0;
 973 }
 974
 975 static int f2fs_write_end(struct file *file,
 976                         struct address_space *mapping,
 977                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 978                         struct page *page, void *fsdata)
 979 {
 980         struct inode *inode = page->mapping->host;
 981
 982         SetPageUptodate(page);
 983         set_page_dirty(page);
 984
 985         if (pos + copied > i_size_read(inode)) {
 986                 i_size_write(inode, pos + copied);
 987                 mark_inode_dirty(inode);
 988                 update_inode_page(inode);
 989         }
 990
 991         f2fs_put_page(page, 1);
 992         return copied;
 993 }
 994
 995 static int check_direct_IO(struct inode *inode, int rw,
 996                 const struct iovec *iov, loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 997 {
 998         unsigned blocksize_mask = inode->i_sb->s_blocksize - 1;
 999         int i;
1000
1001         if (rw == READ)
1002                 return 0;
1003
1004         if (offset & blocksize_mask)
1005                 return -EINVAL;
1006
1007         for (i = 0; i < nr_segs; i++)
1008                 if (iov[i].iov_len & blocksize_mask)
1009                         return -EINVAL;
1010         return 0;
1011 }
1012
1013 static ssize_t f2fs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb,
1014                 const struct iovec *iov, loff_t offset, unsigned long nr_segs)
1015 {
1016         struct file *file = iocb->ki_filp;
1017         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
1018
1019         /* Let buffer I/O handle the inline data case. */
1020         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1021                 return 0;
1022
1023         if (check_direct_IO(inode, rw, iov, offset, nr_segs))
1024                 return 0;
1025
1026         return blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, iov, offset, nr_segs,
1027                                                         get_data_block);
1028 }
1029
1030 static void f2fs_invalidate_data_page(struct page *page, unsigned int offset,
1031                                       unsigned int length)
1032 {
1033         struct inode *inode = page->mapping->host;
1034         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_SB(inode->i_sb);
1035         if (S_ISDIR(inode->i_mode) && PageDirty(page)) {
1036                 dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
1037                 inode_dec_dirty_dents(inode);
1038         }
1039         ClearPagePrivate(page);
1040 }
1041
1042 static int f2fs_release_data_page(struct page *page, gfp_t wait)
1043 {
1044         ClearPagePrivate(page);
1045         return 1;
1046 }
1047
1048 static int f2fs_set_data_page_dirty(struct page *page)
1049 {
1050         struct address_space *mapping = page->mapping;
1051         struct inode *inode = mapping->host;
1052
1053         trace_f2fs_set_page_dirty(page, DATA);
1054
1055         SetPageUptodate(page);
1056         mark_inode_dirty(inode);
1057
1058         if (!PageDirty(page)) {
1059                 __set_page_dirty_nobuffers(page);
1060                 set_dirty_dir_page(inode, page);
1061                 return 1;
1062         }
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static sector_t f2fs_bmap(struct address_space *mapping, sector_t block)
1067 {
1068         return generic_block_bmap(mapping, block, get_data_block);
1069 }
1070
1071 const struct address_space_operations f2fs_dblock_aops = {
1072         .readpage       = f2fs_read_data_page,
1073         .readpages      = f2fs_read_data_pages,
1074         .writepage      = f2fs_write_data_page,
1075         .writepages     = f2fs_write_data_pages,
1076         .write_begin    = f2fs_write_begin,
1077         .write_end      = f2fs_write_end,
1078         .set_page_dirty = f2fs_set_data_page_dirty,
1079         .invalidatepage = f2fs_invalidate_data_page,
1080         .releasepage    = f2fs_release_data_page,
1081         .direct_IO      = f2fs_direct_IO,
1082         .bmap           = f2fs_bmap,
1083 };