Merge tag 'sched-urgent-2023-10-01' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / fs / iomap / buffered-io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2010 Red Hat, Inc.
4  * Copyright (C) 2016-2019 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 typedef int (*iomap_punch_t)(struct inode *inode, loff_t offset, loff_t length);
27 /*
28  * Structure allocated for each folio to track per-block uptodate, dirty state
29  * and I/O completions.
30  */
31 struct iomap_folio_state {
32         atomic_t                read_bytes_pending;
33         atomic_t                write_bytes_pending;
34         spinlock_t              state_lock;
35
36         /*
37          * Each block has two bits in this bitmap:
38          * Bits [0..blocks_per_folio) has the uptodate status.
39          * Bits [b_p_f...(2*b_p_f))   has the dirty status.
40          */
41         unsigned long           state[];
42 };
43
44 static struct bio_set iomap_ioend_bioset;
45
46 static inline bool ifs_is_fully_uptodate(struct folio *folio,
47                 struct iomap_folio_state *ifs)
48 {
49         struct inode *inode = folio->mapping->host;
50
51         return bitmap_full(ifs->state, i_blocks_per_folio(inode, folio));
52 }
53
54 static inline bool ifs_block_is_uptodate(struct iomap_folio_state *ifs,
55                 unsigned int block)
56 {
57         return test_bit(block, ifs->state);
58 }
59
60 static void ifs_set_range_uptodate(struct folio *folio,
61                 struct iomap_folio_state *ifs, size_t off, size_t len)
62 {
63         struct inode *inode = folio->mapping->host;
64         unsigned int first_blk = off >> inode->i_blkbits;
65         unsigned int last_blk = (off + len - 1) >> inode->i_blkbits;
66         unsigned int nr_blks = last_blk - first_blk + 1;
67         unsigned long flags;
68
69         spin_lock_irqsave(&ifs->state_lock, flags);
70         bitmap_set(ifs->state, first_blk, nr_blks);
71         if (ifs_is_fully_uptodate(folio, ifs))
72                 folio_mark_uptodate(folio);
73         spin_unlock_irqrestore(&ifs->state_lock, flags);
74 }
75
76 static void iomap_set_range_uptodate(struct folio *folio, size_t off,
77                 size_t len)
78 {
79         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
80
81         if (ifs)
82                 ifs_set_range_uptodate(folio, ifs, off, len);
83         else
84                 folio_mark_uptodate(folio);
85 }
86
87 static inline bool ifs_block_is_dirty(struct folio *folio,
88                 struct iomap_folio_state *ifs, int block)
89 {
90         struct inode *inode = folio->mapping->host;
91         unsigned int blks_per_folio = i_blocks_per_folio(inode, folio);
92
93         return test_bit(block + blks_per_folio, ifs->state);
94 }
95
96 static void ifs_clear_range_dirty(struct folio *folio,
97                 struct iomap_folio_state *ifs, size_t off, size_t len)
98 {
99         struct inode *inode = folio->mapping->host;
100         unsigned int blks_per_folio = i_blocks_per_folio(inode, folio);
101         unsigned int first_blk = (off >> inode->i_blkbits);
102         unsigned int last_blk = (off + len - 1) >> inode->i_blkbits;
103         unsigned int nr_blks = last_blk - first_blk + 1;
104         unsigned long flags;
105
106         spin_lock_irqsave(&ifs->state_lock, flags);
107         bitmap_clear(ifs->state, first_blk + blks_per_folio, nr_blks);
108         spin_unlock_irqrestore(&ifs->state_lock, flags);
109 }
110
111 static void iomap_clear_range_dirty(struct folio *folio, size_t off, size_t len)
112 {
113         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
114
115         if (ifs)
116                 ifs_clear_range_dirty(folio, ifs, off, len);
117 }
118
119 static void ifs_set_range_dirty(struct folio *folio,
120                 struct iomap_folio_state *ifs, size_t off, size_t len)
121 {
122         struct inode *inode = folio->mapping->host;
123         unsigned int blks_per_folio = i_blocks_per_folio(inode, folio);
124         unsigned int first_blk = (off >> inode->i_blkbits);
125         unsigned int last_blk = (off + len - 1) >> inode->i_blkbits;
126         unsigned int nr_blks = last_blk - first_blk + 1;
127         unsigned long flags;
128
129         spin_lock_irqsave(&ifs->state_lock, flags);
130         bitmap_set(ifs->state, first_blk + blks_per_folio, nr_blks);
131         spin_unlock_irqrestore(&ifs->state_lock, flags);
132 }
133
134 static void iomap_set_range_dirty(struct folio *folio, size_t off, size_t len)
135 {
136         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
137
138         if (ifs)
139                 ifs_set_range_dirty(folio, ifs, off, len);
140 }
141
142 static struct iomap_folio_state *ifs_alloc(struct inode *inode,
143                 struct folio *folio, unsigned int flags)
144 {
145         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
146         unsigned int nr_blocks = i_blocks_per_folio(inode, folio);
147         gfp_t gfp;
148
149         if (ifs || nr_blocks <= 1)
150                 return ifs;
151
152         if (flags & IOMAP_NOWAIT)
153                 gfp = GFP_NOWAIT;
154         else
155                 gfp = GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL;
156
157         /*
158          * ifs->state tracks two sets of state flags when the
159          * filesystem block size is smaller than the folio size.
160          * The first state tracks per-block uptodate and the
161          * second tracks per-block dirty state.
162          */
163         ifs = kzalloc(struct_size(ifs, state,
164                       BITS_TO_LONGS(2 * nr_blocks)), gfp);
165         if (!ifs)
166                 return ifs;
167
168         spin_lock_init(&ifs->state_lock);
169         if (folio_test_uptodate(folio))
170                 bitmap_set(ifs->state, 0, nr_blocks);
171         if (folio_test_dirty(folio))
172                 bitmap_set(ifs->state, nr_blocks, nr_blocks);
173         folio_attach_private(folio, ifs);
174
175         return ifs;
176 }
177
178 static void ifs_free(struct folio *folio)
179 {
180         struct iomap_folio_state *ifs = folio_detach_private(folio);
181
182         if (!ifs)
183                 return;
184         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&ifs->read_bytes_pending));
185         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&ifs->write_bytes_pending));
186         WARN_ON_ONCE(ifs_is_fully_uptodate(folio, ifs) !=
187                         folio_test_uptodate(folio));
188         kfree(ifs);
189 }
190
191 /*
192  * Calculate the range inside the folio that we actually need to read.
193  */
194 static void iomap_adjust_read_range(struct inode *inode, struct folio *folio,
195                 loff_t *pos, loff_t length, size_t *offp, size_t *lenp)
196 {
197         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
198         loff_t orig_pos = *pos;
199         loff_t isize = i_size_read(inode);
200         unsigned block_bits = inode->i_blkbits;
201         unsigned block_size = (1 << block_bits);
202         size_t poff = offset_in_folio(folio, *pos);
203         size_t plen = min_t(loff_t, folio_size(folio) - poff, length);
204         unsigned first = poff >> block_bits;
205         unsigned last = (poff + plen - 1) >> block_bits;
206
207         /*
208          * If the block size is smaller than the page size, we need to check the
209          * per-block uptodate status and adjust the offset and length if needed
210          * to avoid reading in already uptodate ranges.
211          */
212         if (ifs) {
213                 unsigned int i;
214
215                 /* move forward for each leading block marked uptodate */
216                 for (i = first; i <= last; i++) {
217                         if (!ifs_block_is_uptodate(ifs, i))
218                                 break;
219                         *pos += block_size;
220                         poff += block_size;
221                         plen -= block_size;
222                         first++;
223                 }
224
225                 /* truncate len if we find any trailing uptodate block(s) */
226                 for ( ; i <= last; i++) {
227                         if (ifs_block_is_uptodate(ifs, i)) {
228                                 plen -= (last - i + 1) * block_size;
229                                 last = i - 1;
230                                 break;
231                         }
232                 }
233         }
234
235         /*
236          * If the extent spans the block that contains the i_size, we need to
237          * handle both halves separately so that we properly zero data in the
238          * page cache for blocks that are entirely outside of i_size.
239          */
240         if (orig_pos <= isize && orig_pos + length > isize) {
241                 unsigned end = offset_in_folio(folio, isize - 1) >> block_bits;
242
243                 if (first <= end && last > end)
244                         plen -= (last - end) * block_size;
245         }
246
247         *offp = poff;
248         *lenp = plen;
249 }
250
251 static void iomap_finish_folio_read(struct folio *folio, size_t offset,
252                 size_t len, int error)
253 {
254         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
255
256         if (unlikely(error)) {
257                 folio_clear_uptodate(folio);
258                 folio_set_error(folio);
259         } else {
260                 iomap_set_range_uptodate(folio, offset, len);
261         }
262
263         if (!ifs || atomic_sub_and_test(len, &ifs->read_bytes_pending))
264                 folio_unlock(folio);
265 }
266
267 static void iomap_read_end_io(struct bio *bio)
268 {
269         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
270         struct folio_iter fi;
271
272         bio_for_each_folio_all(fi, bio)
273                 iomap_finish_folio_read(fi.folio, fi.offset, fi.length, error);
274         bio_put(bio);
275 }
276
277 struct iomap_readpage_ctx {
278         struct folio            *cur_folio;
279         bool                    cur_folio_in_bio;
280         struct bio              *bio;
281         struct readahead_control *rac;
282 };
283
284 /**
285  * iomap_read_inline_data - copy inline data into the page cache
286  * @iter: iteration structure
287  * @folio: folio to copy to
288  *
289  * Copy the inline data in @iter into @folio and zero out the rest of the folio.
290  * Only a single IOMAP_INLINE extent is allowed at the end of each file.
291  * Returns zero for success to complete the read, or the usual negative errno.
292  */
293 static int iomap_read_inline_data(const struct iomap_iter *iter,
294                 struct folio *folio)
295 {
296         const struct iomap *iomap = iomap_iter_srcmap(iter);
297         size_t size = i_size_read(iter->inode) - iomap->offset;
298         size_t poff = offset_in_page(iomap->offset);
299         size_t offset = offset_in_folio(folio, iomap->offset);
300         void *addr;
301
302         if (folio_test_uptodate(folio))
303                 return 0;
304
305         if (WARN_ON_ONCE(size > PAGE_SIZE - poff))
306                 return -EIO;
307         if (WARN_ON_ONCE(size > PAGE_SIZE -
308                          offset_in_page(iomap->inline_data)))
309                 return -EIO;
310         if (WARN_ON_ONCE(size > iomap->length))
311                 return -EIO;
312         if (offset > 0)
313                 ifs_alloc(iter->inode, folio, iter->flags);
314
315         addr = kmap_local_folio(folio, offset);
316         memcpy(addr, iomap->inline_data, size);
317         memset(addr + size, 0, PAGE_SIZE - poff - size);
318         kunmap_local(addr);
319         iomap_set_range_uptodate(folio, offset, PAGE_SIZE - poff);
320         return 0;
321 }
322
323 static inline bool iomap_block_needs_zeroing(const struct iomap_iter *iter,
324                 loff_t pos)
325 {
326         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
327
328         return srcmap->type != IOMAP_MAPPED ||
329                 (srcmap->flags & IOMAP_F_NEW) ||
330                 pos >= i_size_read(iter->inode);
331 }
332
333 static loff_t iomap_readpage_iter(const struct iomap_iter *iter,
334                 struct iomap_readpage_ctx *ctx, loff_t offset)
335 {
336         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
337         loff_t pos = iter->pos + offset;
338         loff_t length = iomap_length(iter) - offset;
339         struct folio *folio = ctx->cur_folio;
340         struct iomap_folio_state *ifs;
341         loff_t orig_pos = pos;
342         size_t poff, plen;
343         sector_t sector;
344
345         if (iomap->type == IOMAP_INLINE)
346                 return iomap_read_inline_data(iter, folio);
347
348         /* zero post-eof blocks as the page may be mapped */
349         ifs = ifs_alloc(iter->inode, folio, iter->flags);
350         iomap_adjust_read_range(iter->inode, folio, &pos, length, &poff, &plen);
351         if (plen == 0)
352                 goto done;
353
354         if (iomap_block_needs_zeroing(iter, pos)) {
355                 folio_zero_range(folio, poff, plen);
356                 iomap_set_range_uptodate(folio, poff, plen);
357                 goto done;
358         }
359
360         ctx->cur_folio_in_bio = true;
361         if (ifs)
362                 atomic_add(plen, &ifs->read_bytes_pending);
363
364         sector = iomap_sector(iomap, pos);
365         if (!ctx->bio ||
366             bio_end_sector(ctx->bio) != sector ||
367             !bio_add_folio(ctx->bio, folio, plen, poff)) {
368                 gfp_t gfp = mapping_gfp_constraint(folio->mapping, GFP_KERNEL);
369                 gfp_t orig_gfp = gfp;
370                 unsigned int nr_vecs = DIV_ROUND_UP(length, PAGE_SIZE);
371
372                 if (ctx->bio)
373                         submit_bio(ctx->bio);
374
375                 if (ctx->rac) /* same as readahead_gfp_mask */
376                         gfp |= __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
377                 ctx->bio = bio_alloc(iomap->bdev, bio_max_segs(nr_vecs),
378                                      REQ_OP_READ, gfp);
379                 /*
380                  * If the bio_alloc fails, try it again for a single page to
381                  * avoid having to deal with partial page reads.  This emulates
382                  * what do_mpage_read_folio does.
383                  */
384                 if (!ctx->bio) {
385                         ctx->bio = bio_alloc(iomap->bdev, 1, REQ_OP_READ,
386                                              orig_gfp);
387                 }
388                 if (ctx->rac)
389                         ctx->bio->bi_opf |= REQ_RAHEAD;
390                 ctx->bio->bi_iter.bi_sector = sector;
391                 ctx->bio->bi_end_io = iomap_read_end_io;
392                 bio_add_folio_nofail(ctx->bio, folio, plen, poff);
393         }
394
395 done:
396         /*
397          * Move the caller beyond our range so that it keeps making progress.
398          * For that, we have to include any leading non-uptodate ranges, but
399          * we can skip trailing ones as they will be handled in the next
400          * iteration.
401          */
402         return pos - orig_pos + plen;
403 }
404
405 int iomap_read_folio(struct folio *folio, const struct iomap_ops *ops)
406 {
407         struct iomap_iter iter = {
408                 .inode          = folio->mapping->host,
409                 .pos            = folio_pos(folio),
410                 .len            = folio_size(folio),
411         };
412         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
413                 .cur_folio      = folio,
414         };
415         int ret;
416
417         trace_iomap_readpage(iter.inode, 1);
418
419         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
420                 iter.processed = iomap_readpage_iter(&iter, &ctx, 0);
421
422         if (ret < 0)
423                 folio_set_error(folio);
424
425         if (ctx.bio) {
426                 submit_bio(ctx.bio);
427                 WARN_ON_ONCE(!ctx.cur_folio_in_bio);
428         } else {
429                 WARN_ON_ONCE(ctx.cur_folio_in_bio);
430                 folio_unlock(folio);
431         }
432
433         /*
434          * Just like mpage_readahead and block_read_full_folio, we always
435          * return 0 and just set the folio error flag on errors.  This
436          * should be cleaned up throughout the stack eventually.
437          */
438         return 0;
439 }
440 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_read_folio);
441
442 static loff_t iomap_readahead_iter(const struct iomap_iter *iter,
443                 struct iomap_readpage_ctx *ctx)
444 {
445         loff_t length = iomap_length(iter);
446         loff_t done, ret;
447
448         for (done = 0; done < length; done += ret) {
449                 if (ctx->cur_folio &&
450                     offset_in_folio(ctx->cur_folio, iter->pos + done) == 0) {
451                         if (!ctx->cur_folio_in_bio)
452                                 folio_unlock(ctx->cur_folio);
453                         ctx->cur_folio = NULL;
454                 }
455                 if (!ctx->cur_folio) {
456                         ctx->cur_folio = readahead_folio(ctx->rac);
457                         ctx->cur_folio_in_bio = false;
458                 }
459                 ret = iomap_readpage_iter(iter, ctx, done);
460                 if (ret <= 0)
461                         return ret;
462         }
463
464         return done;
465 }
466
467 /**
468  * iomap_readahead - Attempt to read pages from a file.
469  * @rac: Describes the pages to be read.
470  * @ops: The operations vector for the filesystem.
471  *
472  * This function is for filesystems to call to implement their readahead
473  * address_space operation.
474  *
475  * Context: The @ops callbacks may submit I/O (eg to read the addresses of
476  * blocks from disc), and may wait for it.  The caller may be trying to
477  * access a different page, and so sleeping excessively should be avoided.
478  * It may allocate memory, but should avoid costly allocations.  This
479  * function is called with memalloc_nofs set, so allocations will not cause
480  * the filesystem to be reentered.
481  */
482 void iomap_readahead(struct readahead_control *rac, const struct iomap_ops *ops)
483 {
484         struct iomap_iter iter = {
485                 .inode  = rac->mapping->host,
486                 .pos    = readahead_pos(rac),
487                 .len    = readahead_length(rac),
488         };
489         struct iomap_readpage_ctx ctx = {
490                 .rac    = rac,
491         };
492
493         trace_iomap_readahead(rac->mapping->host, readahead_count(rac));
494
495         while (iomap_iter(&iter, ops) > 0)
496                 iter.processed = iomap_readahead_iter(&iter, &ctx);
497
498         if (ctx.bio)
499                 submit_bio(ctx.bio);
500         if (ctx.cur_folio) {
501                 if (!ctx.cur_folio_in_bio)
502                         folio_unlock(ctx.cur_folio);
503         }
504 }
505 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_readahead);
506
507 /*
508  * iomap_is_partially_uptodate checks whether blocks within a folio are
509  * uptodate or not.
510  *
511  * Returns true if all blocks which correspond to the specified part
512  * of the folio are uptodate.
513  */
514 bool iomap_is_partially_uptodate(struct folio *folio, size_t from, size_t count)
515 {
516         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
517         struct inode *inode = folio->mapping->host;
518         unsigned first, last, i;
519
520         if (!ifs)
521                 return false;
522
523         /* Caller's range may extend past the end of this folio */
524         count = min(folio_size(folio) - from, count);
525
526         /* First and last blocks in range within folio */
527         first = from >> inode->i_blkbits;
528         last = (from + count - 1) >> inode->i_blkbits;
529
530         for (i = first; i <= last; i++)
531                 if (!ifs_block_is_uptodate(ifs, i))
532                         return false;
533         return true;
534 }
535 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_is_partially_uptodate);
536
537 /**
538  * iomap_get_folio - get a folio reference for writing
539  * @iter: iteration structure
540  * @pos: start offset of write
541  * @len: Suggested size of folio to create.
542  *
543  * Returns a locked reference to the folio at @pos, or an error pointer if the
544  * folio could not be obtained.
545  */
546 struct folio *iomap_get_folio(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, size_t len)
547 {
548         fgf_t fgp = FGP_WRITEBEGIN | FGP_NOFS;
549
550         if (iter->flags & IOMAP_NOWAIT)
551                 fgp |= FGP_NOWAIT;
552         fgp |= fgf_set_order(len);
553
554         return __filemap_get_folio(iter->inode->i_mapping, pos >> PAGE_SHIFT,
555                         fgp, mapping_gfp_mask(iter->inode->i_mapping));
556 }
557 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_get_folio);
558
559 bool iomap_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
560 {
561         trace_iomap_release_folio(folio->mapping->host, folio_pos(folio),
562                         folio_size(folio));
563
564         /*
565          * If the folio is dirty, we refuse to release our metadata because
566          * it may be partially dirty.  Once we track per-block dirty state,
567          * we can release the metadata if every block is dirty.
568          */
569         if (folio_test_dirty(folio))
570                 return false;
571         ifs_free(folio);
572         return true;
573 }
574 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_release_folio);
575
576 void iomap_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset, size_t len)
577 {
578         trace_iomap_invalidate_folio(folio->mapping->host,
579                                         folio_pos(folio) + offset, len);
580
581         /*
582          * If we're invalidating the entire folio, clear the dirty state
583          * from it and release it to avoid unnecessary buildup of the LRU.
584          */
585         if (offset == 0 && len == folio_size(folio)) {
586                 WARN_ON_ONCE(folio_test_writeback(folio));
587                 folio_cancel_dirty(folio);
588                 ifs_free(folio);
589         }
590 }
591 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_invalidate_folio);
592
593 bool iomap_dirty_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
594 {
595         struct inode *inode = mapping->host;
596         size_t len = folio_size(folio);
597
598         ifs_alloc(inode, folio, 0);
599         iomap_set_range_dirty(folio, 0, len);
600         return filemap_dirty_folio(mapping, folio);
601 }
602 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_dirty_folio);
603
604 static void
605 iomap_write_failed(struct inode *inode, loff_t pos, unsigned len)
606 {
607         loff_t i_size = i_size_read(inode);
608
609         /*
610          * Only truncate newly allocated pages beyoned EOF, even if the
611          * write started inside the existing inode size.
612          */
613         if (pos + len > i_size)
614                 truncate_pagecache_range(inode, max(pos, i_size),
615                                          pos + len - 1);
616 }
617
618 static int iomap_read_folio_sync(loff_t block_start, struct folio *folio,
619                 size_t poff, size_t plen, const struct iomap *iomap)
620 {
621         struct bio_vec bvec;
622         struct bio bio;
623
624         bio_init(&bio, iomap->bdev, &bvec, 1, REQ_OP_READ);
625         bio.bi_iter.bi_sector = iomap_sector(iomap, block_start);
626         bio_add_folio_nofail(&bio, folio, plen, poff);
627         return submit_bio_wait(&bio);
628 }
629
630 static int __iomap_write_begin(const struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
631                 size_t len, struct folio *folio)
632 {
633         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
634         struct iomap_folio_state *ifs;
635         loff_t block_size = i_blocksize(iter->inode);
636         loff_t block_start = round_down(pos, block_size);
637         loff_t block_end = round_up(pos + len, block_size);
638         unsigned int nr_blocks = i_blocks_per_folio(iter->inode, folio);
639         size_t from = offset_in_folio(folio, pos), to = from + len;
640         size_t poff, plen;
641
642         /*
643          * If the write or zeroing completely overlaps the current folio, then
644          * entire folio will be dirtied so there is no need for
645          * per-block state tracking structures to be attached to this folio.
646          * For the unshare case, we must read in the ondisk contents because we
647          * are not changing pagecache contents.
648          */
649         if (!(iter->flags & IOMAP_UNSHARE) && pos <= folio_pos(folio) &&
650             pos + len >= folio_pos(folio) + folio_size(folio))
651                 return 0;
652
653         ifs = ifs_alloc(iter->inode, folio, iter->flags);
654         if ((iter->flags & IOMAP_NOWAIT) && !ifs && nr_blocks > 1)
655                 return -EAGAIN;
656
657         if (folio_test_uptodate(folio))
658                 return 0;
659         folio_clear_error(folio);
660
661         do {
662                 iomap_adjust_read_range(iter->inode, folio, &block_start,
663                                 block_end - block_start, &poff, &plen);
664                 if (plen == 0)
665                         break;
666
667                 if (!(iter->flags & IOMAP_UNSHARE) &&
668                     (from <= poff || from >= poff + plen) &&
669                     (to <= poff || to >= poff + plen))
670                         continue;
671
672                 if (iomap_block_needs_zeroing(iter, block_start)) {
673                         if (WARN_ON_ONCE(iter->flags & IOMAP_UNSHARE))
674                                 return -EIO;
675                         folio_zero_segments(folio, poff, from, to, poff + plen);
676                 } else {
677                         int status;
678
679                         if (iter->flags & IOMAP_NOWAIT)
680                                 return -EAGAIN;
681
682                         status = iomap_read_folio_sync(block_start, folio,
683                                         poff, plen, srcmap);
684                         if (status)
685                                 return status;
686                 }
687                 iomap_set_range_uptodate(folio, poff, plen);
688         } while ((block_start += plen) < block_end);
689
690         return 0;
691 }
692
693 static struct folio *__iomap_get_folio(struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
694                 size_t len)
695 {
696         const struct iomap_folio_ops *folio_ops = iter->iomap.folio_ops;
697
698         if (folio_ops && folio_ops->get_folio)
699                 return folio_ops->get_folio(iter, pos, len);
700         else
701                 return iomap_get_folio(iter, pos, len);
702 }
703
704 static void __iomap_put_folio(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, size_t ret,
705                 struct folio *folio)
706 {
707         const struct iomap_folio_ops *folio_ops = iter->iomap.folio_ops;
708
709         if (folio_ops && folio_ops->put_folio) {
710                 folio_ops->put_folio(iter->inode, pos, ret, folio);
711         } else {
712                 folio_unlock(folio);
713                 folio_put(folio);
714         }
715 }
716
717 static int iomap_write_begin_inline(const struct iomap_iter *iter,
718                 struct folio *folio)
719 {
720         /* needs more work for the tailpacking case; disable for now */
721         if (WARN_ON_ONCE(iomap_iter_srcmap(iter)->offset != 0))
722                 return -EIO;
723         return iomap_read_inline_data(iter, folio);
724 }
725
726 static int iomap_write_begin(struct iomap_iter *iter, loff_t pos,
727                 size_t len, struct folio **foliop)
728 {
729         const struct iomap_folio_ops *folio_ops = iter->iomap.folio_ops;
730         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
731         struct folio *folio;
732         int status = 0;
733
734         BUG_ON(pos + len > iter->iomap.offset + iter->iomap.length);
735         if (srcmap != &iter->iomap)
736                 BUG_ON(pos + len > srcmap->offset + srcmap->length);
737
738         if (fatal_signal_pending(current))
739                 return -EINTR;
740
741         if (!mapping_large_folio_support(iter->inode->i_mapping))
742                 len = min_t(size_t, len, PAGE_SIZE - offset_in_page(pos));
743
744         folio = __iomap_get_folio(iter, pos, len);
745         if (IS_ERR(folio))
746                 return PTR_ERR(folio);
747
748         /*
749          * Now we have a locked folio, before we do anything with it we need to
750          * check that the iomap we have cached is not stale. The inode extent
751          * mapping can change due to concurrent IO in flight (e.g.
752          * IOMAP_UNWRITTEN state can change and memory reclaim could have
753          * reclaimed a previously partially written page at this index after IO
754          * completion before this write reaches this file offset) and hence we
755          * could do the wrong thing here (zero a page range incorrectly or fail
756          * to zero) and corrupt data.
757          */
758         if (folio_ops && folio_ops->iomap_valid) {
759                 bool iomap_valid = folio_ops->iomap_valid(iter->inode,
760                                                          &iter->iomap);
761                 if (!iomap_valid) {
762                         iter->iomap.flags |= IOMAP_F_STALE;
763                         status = 0;
764                         goto out_unlock;
765                 }
766         }
767
768         if (pos + len > folio_pos(folio) + folio_size(folio))
769                 len = folio_pos(folio) + folio_size(folio) - pos;
770
771         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE)
772                 status = iomap_write_begin_inline(iter, folio);
773         else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD)
774                 status = __block_write_begin_int(folio, pos, len, NULL, srcmap);
775         else
776                 status = __iomap_write_begin(iter, pos, len, folio);
777
778         if (unlikely(status))
779                 goto out_unlock;
780
781         *foliop = folio;
782         return 0;
783
784 out_unlock:
785         __iomap_put_folio(iter, pos, 0, folio);
786         iomap_write_failed(iter->inode, pos, len);
787
788         return status;
789 }
790
791 static size_t __iomap_write_end(struct inode *inode, loff_t pos, size_t len,
792                 size_t copied, struct folio *folio)
793 {
794         flush_dcache_folio(folio);
795
796         /*
797          * The blocks that were entirely written will now be uptodate, so we
798          * don't have to worry about a read_folio reading them and overwriting a
799          * partial write.  However, if we've encountered a short write and only
800          * partially written into a block, it will not be marked uptodate, so a
801          * read_folio might come in and destroy our partial write.
802          *
803          * Do the simplest thing and just treat any short write to a
804          * non-uptodate page as a zero-length write, and force the caller to
805          * redo the whole thing.
806          */
807         if (unlikely(copied < len && !folio_test_uptodate(folio)))
808                 return 0;
809         iomap_set_range_uptodate(folio, offset_in_folio(folio, pos), len);
810         iomap_set_range_dirty(folio, offset_in_folio(folio, pos), copied);
811         filemap_dirty_folio(inode->i_mapping, folio);
812         return copied;
813 }
814
815 static size_t iomap_write_end_inline(const struct iomap_iter *iter,
816                 struct folio *folio, loff_t pos, size_t copied)
817 {
818         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
819         void *addr;
820
821         WARN_ON_ONCE(!folio_test_uptodate(folio));
822         BUG_ON(!iomap_inline_data_valid(iomap));
823
824         flush_dcache_folio(folio);
825         addr = kmap_local_folio(folio, pos);
826         memcpy(iomap_inline_data(iomap, pos), addr, copied);
827         kunmap_local(addr);
828
829         mark_inode_dirty(iter->inode);
830         return copied;
831 }
832
833 /* Returns the number of bytes copied.  May be 0.  Cannot be an errno. */
834 static size_t iomap_write_end(struct iomap_iter *iter, loff_t pos, size_t len,
835                 size_t copied, struct folio *folio)
836 {
837         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
838         loff_t old_size = iter->inode->i_size;
839         size_t ret;
840
841         if (srcmap->type == IOMAP_INLINE) {
842                 ret = iomap_write_end_inline(iter, folio, pos, copied);
843         } else if (srcmap->flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
844                 ret = block_write_end(NULL, iter->inode->i_mapping, pos, len,
845                                 copied, &folio->page, NULL);
846         } else {
847                 ret = __iomap_write_end(iter->inode, pos, len, copied, folio);
848         }
849
850         /*
851          * Update the in-memory inode size after copying the data into the page
852          * cache.  It's up to the file system to write the updated size to disk,
853          * preferably after I/O completion so that no stale data is exposed.
854          */
855         if (pos + ret > old_size) {
856                 i_size_write(iter->inode, pos + ret);
857                 iter->iomap.flags |= IOMAP_F_SIZE_CHANGED;
858         }
859         __iomap_put_folio(iter, pos, ret, folio);
860
861         if (old_size < pos)
862                 pagecache_isize_extended(iter->inode, old_size, pos);
863         if (ret < len)
864                 iomap_write_failed(iter->inode, pos + ret, len - ret);
865         return ret;
866 }
867
868 static loff_t iomap_write_iter(struct iomap_iter *iter, struct iov_iter *i)
869 {
870         loff_t length = iomap_length(iter);
871         size_t chunk = PAGE_SIZE << MAX_PAGECACHE_ORDER;
872         loff_t pos = iter->pos;
873         ssize_t written = 0;
874         long status = 0;
875         struct address_space *mapping = iter->inode->i_mapping;
876         unsigned int bdp_flags = (iter->flags & IOMAP_NOWAIT) ? BDP_ASYNC : 0;
877
878         do {
879                 struct folio *folio;
880                 size_t offset;          /* Offset into folio */
881                 size_t bytes;           /* Bytes to write to folio */
882                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
883
884                 offset = pos & (chunk - 1);
885                 bytes = min(chunk - offset, iov_iter_count(i));
886                 status = balance_dirty_pages_ratelimited_flags(mapping,
887                                                                bdp_flags);
888                 if (unlikely(status))
889                         break;
890
891                 if (bytes > length)
892                         bytes = length;
893
894                 /*
895                  * Bring in the user page that we'll copy from _first_.
896                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
897                  * same page as we're writing to, without it being marked
898                  * up-to-date.
899                  *
900                  * For async buffered writes the assumption is that the user
901                  * page has already been faulted in. This can be optimized by
902                  * faulting the user page.
903                  */
904                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes) == bytes)) {
905                         status = -EFAULT;
906                         break;
907                 }
908
909                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &folio);
910                 if (unlikely(status))
911                         break;
912                 if (iter->iomap.flags & IOMAP_F_STALE)
913                         break;
914
915                 offset = offset_in_folio(folio, pos);
916                 if (bytes > folio_size(folio) - offset)
917                         bytes = folio_size(folio) - offset;
918
919                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
920                         flush_dcache_folio(folio);
921
922                 copied = copy_folio_from_iter_atomic(folio, offset, bytes, i);
923                 status = iomap_write_end(iter, pos, bytes, copied, folio);
924
925                 if (unlikely(copied != status))
926                         iov_iter_revert(i, copied - status);
927
928                 cond_resched();
929                 if (unlikely(status == 0)) {
930                         /*
931                          * A short copy made iomap_write_end() reject the
932                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
933                          * halfway through, might be a race with munmap,
934                          * might be severe memory pressure.
935                          */
936                         if (copied)
937                                 bytes = copied;
938                         if (chunk > PAGE_SIZE)
939                                 chunk /= 2;
940                 } else {
941                         pos += status;
942                         written += status;
943                         length -= status;
944                 }
945         } while (iov_iter_count(i) && length);
946
947         if (status == -EAGAIN) {
948                 iov_iter_revert(i, written);
949                 return -EAGAIN;
950         }
951         return written ? written : status;
952 }
953
954 ssize_t
955 iomap_file_buffered_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *i,
956                 const struct iomap_ops *ops)
957 {
958         struct iomap_iter iter = {
959                 .inode          = iocb->ki_filp->f_mapping->host,
960                 .pos            = iocb->ki_pos,
961                 .len            = iov_iter_count(i),
962                 .flags          = IOMAP_WRITE,
963         };
964         ssize_t ret;
965
966         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
967                 iter.flags |= IOMAP_NOWAIT;
968
969         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
970                 iter.processed = iomap_write_iter(&iter, i);
971
972         if (unlikely(iter.pos == iocb->ki_pos))
973                 return ret;
974         ret = iter.pos - iocb->ki_pos;
975         iocb->ki_pos = iter.pos;
976         return ret;
977 }
978 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_buffered_write);
979
980 static int iomap_write_delalloc_ifs_punch(struct inode *inode,
981                 struct folio *folio, loff_t start_byte, loff_t end_byte,
982                 iomap_punch_t punch)
983 {
984         unsigned int first_blk, last_blk, i;
985         loff_t last_byte;
986         u8 blkbits = inode->i_blkbits;
987         struct iomap_folio_state *ifs;
988         int ret = 0;
989
990         /*
991          * When we have per-block dirty tracking, there can be
992          * blocks within a folio which are marked uptodate
993          * but not dirty. In that case it is necessary to punch
994          * out such blocks to avoid leaking any delalloc blocks.
995          */
996         ifs = folio->private;
997         if (!ifs)
998                 return ret;
999
1000         last_byte = min_t(loff_t, end_byte - 1,
1001                         folio_pos(folio) + folio_size(folio) - 1);
1002         first_blk = offset_in_folio(folio, start_byte) >> blkbits;
1003         last_blk = offset_in_folio(folio, last_byte) >> blkbits;
1004         for (i = first_blk; i <= last_blk; i++) {
1005                 if (!ifs_block_is_dirty(folio, ifs, i)) {
1006                         ret = punch(inode, folio_pos(folio) + (i << blkbits),
1007                                     1 << blkbits);
1008                         if (ret)
1009                                 return ret;
1010                 }
1011         }
1012
1013         return ret;
1014 }
1015
1016
1017 static int iomap_write_delalloc_punch(struct inode *inode, struct folio *folio,
1018                 loff_t *punch_start_byte, loff_t start_byte, loff_t end_byte,
1019                 iomap_punch_t punch)
1020 {
1021         int ret = 0;
1022
1023         if (!folio_test_dirty(folio))
1024                 return ret;
1025
1026         /* if dirty, punch up to offset */
1027         if (start_byte > *punch_start_byte) {
1028                 ret = punch(inode, *punch_start_byte,
1029                                 start_byte - *punch_start_byte);
1030                 if (ret)
1031                         return ret;
1032         }
1033
1034         /* Punch non-dirty blocks within folio */
1035         ret = iomap_write_delalloc_ifs_punch(inode, folio, start_byte,
1036                         end_byte, punch);
1037         if (ret)
1038                 return ret;
1039
1040         /*
1041          * Make sure the next punch start is correctly bound to
1042          * the end of this data range, not the end of the folio.
1043          */
1044         *punch_start_byte = min_t(loff_t, end_byte,
1045                                 folio_pos(folio) + folio_size(folio));
1046
1047         return ret;
1048 }
1049
1050 /*
1051  * Scan the data range passed to us for dirty page cache folios. If we find a
1052  * dirty folio, punch out the preceding range and update the offset from which
1053  * the next punch will start from.
1054  *
1055  * We can punch out storage reservations under clean pages because they either
1056  * contain data that has been written back - in which case the delalloc punch
1057  * over that range is a no-op - or they have been read faults in which case they
1058  * contain zeroes and we can remove the delalloc backing range and any new
1059  * writes to those pages will do the normal hole filling operation...
1060  *
1061  * This makes the logic simple: we only need to keep the delalloc extents only
1062  * over the dirty ranges of the page cache.
1063  *
1064  * This function uses [start_byte, end_byte) intervals (i.e. open ended) to
1065  * simplify range iterations.
1066  */
1067 static int iomap_write_delalloc_scan(struct inode *inode,
1068                 loff_t *punch_start_byte, loff_t start_byte, loff_t end_byte,
1069                 iomap_punch_t punch)
1070 {
1071         while (start_byte < end_byte) {
1072                 struct folio    *folio;
1073                 int ret;
1074
1075                 /* grab locked page */
1076                 folio = filemap_lock_folio(inode->i_mapping,
1077                                 start_byte >> PAGE_SHIFT);
1078                 if (IS_ERR(folio)) {
1079                         start_byte = ALIGN_DOWN(start_byte, PAGE_SIZE) +
1080                                         PAGE_SIZE;
1081                         continue;
1082                 }
1083
1084                 ret = iomap_write_delalloc_punch(inode, folio, punch_start_byte,
1085                                                  start_byte, end_byte, punch);
1086                 if (ret) {
1087                         folio_unlock(folio);
1088                         folio_put(folio);
1089                         return ret;
1090                 }
1091
1092                 /* move offset to start of next folio in range */
1093                 start_byte = folio_next_index(folio) << PAGE_SHIFT;
1094                 folio_unlock(folio);
1095                 folio_put(folio);
1096         }
1097         return 0;
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Punch out all the delalloc blocks in the range given except for those that
1102  * have dirty data still pending in the page cache - those are going to be
1103  * written and so must still retain the delalloc backing for writeback.
1104  *
1105  * As we are scanning the page cache for data, we don't need to reimplement the
1106  * wheel - mapping_seek_hole_data() does exactly what we need to identify the
1107  * start and end of data ranges correctly even for sub-folio block sizes. This
1108  * byte range based iteration is especially convenient because it means we
1109  * don't have to care about variable size folios, nor where the start or end of
1110  * the data range lies within a folio, if they lie within the same folio or even
1111  * if there are multiple discontiguous data ranges within the folio.
1112  *
1113  * It should be noted that mapping_seek_hole_data() is not aware of EOF, and so
1114  * can return data ranges that exist in the cache beyond EOF. e.g. a page fault
1115  * spanning EOF will initialise the post-EOF data to zeroes and mark it up to
1116  * date. A write page fault can then mark it dirty. If we then fail a write()
1117  * beyond EOF into that up to date cached range, we allocate a delalloc block
1118  * beyond EOF and then have to punch it out. Because the range is up to date,
1119  * mapping_seek_hole_data() will return it, and we will skip the punch because
1120  * the folio is dirty. THis is incorrect - we always need to punch out delalloc
1121  * beyond EOF in this case as writeback will never write back and covert that
1122  * delalloc block beyond EOF. Hence we limit the cached data scan range to EOF,
1123  * resulting in always punching out the range from the EOF to the end of the
1124  * range the iomap spans.
1125  *
1126  * Intervals are of the form [start_byte, end_byte) (i.e. open ended) because it
1127  * matches the intervals returned by mapping_seek_hole_data(). i.e. SEEK_DATA
1128  * returns the start of a data range (start_byte), and SEEK_HOLE(start_byte)
1129  * returns the end of the data range (data_end). Using closed intervals would
1130  * require sprinkling this code with magic "+ 1" and "- 1" arithmetic and expose
1131  * the code to subtle off-by-one bugs....
1132  */
1133 static int iomap_write_delalloc_release(struct inode *inode,
1134                 loff_t start_byte, loff_t end_byte, iomap_punch_t punch)
1135 {
1136         loff_t punch_start_byte = start_byte;
1137         loff_t scan_end_byte = min(i_size_read(inode), end_byte);
1138         int error = 0;
1139
1140         /*
1141          * Lock the mapping to avoid races with page faults re-instantiating
1142          * folios and dirtying them via ->page_mkwrite whilst we walk the
1143          * cache and perform delalloc extent removal. Failing to do this can
1144          * leave dirty pages with no space reservation in the cache.
1145          */
1146         filemap_invalidate_lock(inode->i_mapping);
1147         while (start_byte < scan_end_byte) {
1148                 loff_t          data_end;
1149
1150                 start_byte = mapping_seek_hole_data(inode->i_mapping,
1151                                 start_byte, scan_end_byte, SEEK_DATA);
1152                 /*
1153                  * If there is no more data to scan, all that is left is to
1154                  * punch out the remaining range.
1155                  */
1156                 if (start_byte == -ENXIO || start_byte == scan_end_byte)
1157                         break;
1158                 if (start_byte < 0) {
1159                         error = start_byte;
1160                         goto out_unlock;
1161                 }
1162                 WARN_ON_ONCE(start_byte < punch_start_byte);
1163                 WARN_ON_ONCE(start_byte > scan_end_byte);
1164
1165                 /*
1166                  * We find the end of this contiguous cached data range by
1167                  * seeking from start_byte to the beginning of the next hole.
1168                  */
1169                 data_end = mapping_seek_hole_data(inode->i_mapping, start_byte,
1170                                 scan_end_byte, SEEK_HOLE);
1171                 if (data_end < 0) {
1172                         error = data_end;
1173                         goto out_unlock;
1174                 }
1175                 WARN_ON_ONCE(data_end <= start_byte);
1176                 WARN_ON_ONCE(data_end > scan_end_byte);
1177
1178                 error = iomap_write_delalloc_scan(inode, &punch_start_byte,
1179                                 start_byte, data_end, punch);
1180                 if (error)
1181                         goto out_unlock;
1182
1183                 /* The next data search starts at the end of this one. */
1184                 start_byte = data_end;
1185         }
1186
1187         if (punch_start_byte < end_byte)
1188                 error = punch(inode, punch_start_byte,
1189                                 end_byte - punch_start_byte);
1190 out_unlock:
1191         filemap_invalidate_unlock(inode->i_mapping);
1192         return error;
1193 }
1194
1195 /*
1196  * When a short write occurs, the filesystem may need to remove reserved space
1197  * that was allocated in ->iomap_begin from it's ->iomap_end method. For
1198  * filesystems that use delayed allocation, we need to punch out delalloc
1199  * extents from the range that are not dirty in the page cache. As the write can
1200  * race with page faults, there can be dirty pages over the delalloc extent
1201  * outside the range of a short write but still within the delalloc extent
1202  * allocated for this iomap.
1203  *
1204  * This function uses [start_byte, end_byte) intervals (i.e. open ended) to
1205  * simplify range iterations.
1206  *
1207  * The punch() callback *must* only punch delalloc extents in the range passed
1208  * to it. It must skip over all other types of extents in the range and leave
1209  * them completely unchanged. It must do this punch atomically with respect to
1210  * other extent modifications.
1211  *
1212  * The punch() callback may be called with a folio locked to prevent writeback
1213  * extent allocation racing at the edge of the range we are currently punching.
1214  * The locked folio may or may not cover the range being punched, so it is not
1215  * safe for the punch() callback to lock folios itself.
1216  *
1217  * Lock order is:
1218  *
1219  * inode->i_rwsem (shared or exclusive)
1220  *   inode->i_mapping->invalidate_lock (exclusive)
1221  *     folio_lock()
1222  *       ->punch
1223  *         internal filesystem allocation lock
1224  */
1225 int iomap_file_buffered_write_punch_delalloc(struct inode *inode,
1226                 struct iomap *iomap, loff_t pos, loff_t length,
1227                 ssize_t written, iomap_punch_t punch)
1228 {
1229         loff_t                  start_byte;
1230         loff_t                  end_byte;
1231         unsigned int            blocksize = i_blocksize(inode);
1232
1233         if (iomap->type != IOMAP_DELALLOC)
1234                 return 0;
1235
1236         /* If we didn't reserve the blocks, we're not allowed to punch them. */
1237         if (!(iomap->flags & IOMAP_F_NEW))
1238                 return 0;
1239
1240         /*
1241          * start_byte refers to the first unused block after a short write. If
1242          * nothing was written, round offset down to point at the first block in
1243          * the range.
1244          */
1245         if (unlikely(!written))
1246                 start_byte = round_down(pos, blocksize);
1247         else
1248                 start_byte = round_up(pos + written, blocksize);
1249         end_byte = round_up(pos + length, blocksize);
1250
1251         /* Nothing to do if we've written the entire delalloc extent */
1252         if (start_byte >= end_byte)
1253                 return 0;
1254
1255         return iomap_write_delalloc_release(inode, start_byte, end_byte,
1256                                         punch);
1257 }
1258 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_buffered_write_punch_delalloc);
1259
1260 static loff_t iomap_unshare_iter(struct iomap_iter *iter)
1261 {
1262         struct iomap *iomap = &iter->iomap;
1263         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
1264         loff_t pos = iter->pos;
1265         loff_t length = iomap_length(iter);
1266         loff_t written = 0;
1267
1268         /* don't bother with blocks that are not shared to start with */
1269         if (!(iomap->flags & IOMAP_F_SHARED))
1270                 return length;
1271         /* don't bother with holes or unwritten extents */
1272         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || srcmap->type == IOMAP_UNWRITTEN)
1273                 return length;
1274
1275         do {
1276                 struct folio *folio;
1277                 int status;
1278                 size_t offset;
1279                 size_t bytes = min_t(u64, SIZE_MAX, length);
1280
1281                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &folio);
1282                 if (unlikely(status))
1283                         return status;
1284                 if (iomap->flags & IOMAP_F_STALE)
1285                         break;
1286
1287                 offset = offset_in_folio(folio, pos);
1288                 if (bytes > folio_size(folio) - offset)
1289                         bytes = folio_size(folio) - offset;
1290
1291                 bytes = iomap_write_end(iter, pos, bytes, bytes, folio);
1292                 if (WARN_ON_ONCE(bytes == 0))
1293                         return -EIO;
1294
1295                 cond_resched();
1296
1297                 pos += bytes;
1298                 written += bytes;
1299                 length -= bytes;
1300
1301                 balance_dirty_pages_ratelimited(iter->inode->i_mapping);
1302         } while (length > 0);
1303
1304         return written;
1305 }
1306
1307 int
1308 iomap_file_unshare(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len,
1309                 const struct iomap_ops *ops)
1310 {
1311         struct iomap_iter iter = {
1312                 .inode          = inode,
1313                 .pos            = pos,
1314                 .len            = len,
1315                 .flags          = IOMAP_WRITE | IOMAP_UNSHARE,
1316         };
1317         int ret;
1318
1319         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
1320                 iter.processed = iomap_unshare_iter(&iter);
1321         return ret;
1322 }
1323 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_file_unshare);
1324
1325 static loff_t iomap_zero_iter(struct iomap_iter *iter, bool *did_zero)
1326 {
1327         const struct iomap *srcmap = iomap_iter_srcmap(iter);
1328         loff_t pos = iter->pos;
1329         loff_t length = iomap_length(iter);
1330         loff_t written = 0;
1331
1332         /* already zeroed?  we're done. */
1333         if (srcmap->type == IOMAP_HOLE || 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
1342                 status = iomap_write_begin(iter, pos, bytes, &folio);
1343                 if (status)
1344                         return status;
1345                 if (iter->iomap.flags & IOMAP_F_STALE)
1346                         break;
1347
1348                 offset = offset_in_folio(folio, pos);
1349                 if (bytes > folio_size(folio) - offset)
1350                         bytes = folio_size(folio) - offset;
1351
1352                 folio_zero_range(folio, offset, bytes);
1353                 folio_mark_accessed(folio);
1354
1355                 bytes = iomap_write_end(iter, pos, bytes, bytes, folio);
1356                 if (WARN_ON_ONCE(bytes == 0))
1357                         return -EIO;
1358
1359                 pos += bytes;
1360                 length -= bytes;
1361                 written += bytes;
1362         } while (length > 0);
1363
1364         if (did_zero)
1365                 *did_zero = true;
1366         return written;
1367 }
1368
1369 int
1370 iomap_zero_range(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t len, bool *did_zero,
1371                 const struct iomap_ops *ops)
1372 {
1373         struct iomap_iter iter = {
1374                 .inode          = inode,
1375                 .pos            = pos,
1376                 .len            = len,
1377                 .flags          = IOMAP_ZERO,
1378         };
1379         int ret;
1380
1381         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
1382                 iter.processed = iomap_zero_iter(&iter, did_zero);
1383         return ret;
1384 }
1385 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_zero_range);
1386
1387 int
1388 iomap_truncate_page(struct inode *inode, loff_t pos, bool *did_zero,
1389                 const struct iomap_ops *ops)
1390 {
1391         unsigned int blocksize = i_blocksize(inode);
1392         unsigned int off = pos & (blocksize - 1);
1393
1394         /* Block boundary? Nothing to do */
1395         if (!off)
1396                 return 0;
1397         return iomap_zero_range(inode, pos, blocksize - off, did_zero, ops);
1398 }
1399 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_truncate_page);
1400
1401 static loff_t iomap_folio_mkwrite_iter(struct iomap_iter *iter,
1402                 struct folio *folio)
1403 {
1404         loff_t length = iomap_length(iter);
1405         int ret;
1406
1407         if (iter->iomap.flags & IOMAP_F_BUFFER_HEAD) {
1408                 ret = __block_write_begin_int(folio, iter->pos, length, NULL,
1409                                               &iter->iomap);
1410                 if (ret)
1411                         return ret;
1412                 block_commit_write(&folio->page, 0, length);
1413         } else {
1414                 WARN_ON_ONCE(!folio_test_uptodate(folio));
1415                 folio_mark_dirty(folio);
1416         }
1417
1418         return length;
1419 }
1420
1421 vm_fault_t iomap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf, const struct iomap_ops *ops)
1422 {
1423         struct iomap_iter iter = {
1424                 .inode          = file_inode(vmf->vma->vm_file),
1425                 .flags          = IOMAP_WRITE | IOMAP_FAULT,
1426         };
1427         struct folio *folio = page_folio(vmf->page);
1428         ssize_t ret;
1429
1430         folio_lock(folio);
1431         ret = folio_mkwrite_check_truncate(folio, iter.inode);
1432         if (ret < 0)
1433                 goto out_unlock;
1434         iter.pos = folio_pos(folio);
1435         iter.len = ret;
1436         while ((ret = iomap_iter(&iter, ops)) > 0)
1437                 iter.processed = iomap_folio_mkwrite_iter(&iter, folio);
1438
1439         if (ret < 0)
1440                 goto out_unlock;
1441         folio_wait_stable(folio);
1442         return VM_FAULT_LOCKED;
1443 out_unlock:
1444         folio_unlock(folio);
1445         return vmf_fs_error(ret);
1446 }
1447 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_page_mkwrite);
1448
1449 static void iomap_finish_folio_write(struct inode *inode, struct folio *folio,
1450                 size_t len, int error)
1451 {
1452         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
1453
1454         if (error) {
1455                 folio_set_error(folio);
1456                 mapping_set_error(inode->i_mapping, error);
1457         }
1458
1459         WARN_ON_ONCE(i_blocks_per_folio(inode, folio) > 1 && !ifs);
1460         WARN_ON_ONCE(ifs && atomic_read(&ifs->write_bytes_pending) <= 0);
1461
1462         if (!ifs || atomic_sub_and_test(len, &ifs->write_bytes_pending))
1463                 folio_end_writeback(folio);
1464 }
1465
1466 /*
1467  * We're now finished for good with this ioend structure.  Update the page
1468  * state, release holds on bios, and finally free up memory.  Do not use the
1469  * ioend after this.
1470  */
1471 static u32
1472 iomap_finish_ioend(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1473 {
1474         struct inode *inode = ioend->io_inode;
1475         struct bio *bio = &ioend->io_inline_bio;
1476         struct bio *last = ioend->io_bio, *next;
1477         u64 start = bio->bi_iter.bi_sector;
1478         loff_t offset = ioend->io_offset;
1479         bool quiet = bio_flagged(bio, BIO_QUIET);
1480         u32 folio_count = 0;
1481
1482         for (bio = &ioend->io_inline_bio; bio; bio = next) {
1483                 struct folio_iter fi;
1484
1485                 /*
1486                  * For the last bio, bi_private points to the ioend, so we
1487                  * need to explicitly end the iteration here.
1488                  */
1489                 if (bio == last)
1490                         next = NULL;
1491                 else
1492                         next = bio->bi_private;
1493
1494                 /* walk all folios in bio, ending page IO on them */
1495                 bio_for_each_folio_all(fi, bio) {
1496                         iomap_finish_folio_write(inode, fi.folio, fi.length,
1497                                         error);
1498                         folio_count++;
1499                 }
1500                 bio_put(bio);
1501         }
1502         /* The ioend has been freed by bio_put() */
1503
1504         if (unlikely(error && !quiet)) {
1505                 printk_ratelimited(KERN_ERR
1506 "%s: writeback error on inode %lu, offset %lld, sector %llu",
1507                         inode->i_sb->s_id, inode->i_ino, offset, start);
1508         }
1509         return folio_count;
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Ioend completion routine for merged bios. This can only be called from task
1514  * contexts as merged ioends can be of unbound length. Hence we have to break up
1515  * the writeback completions into manageable chunks to avoid long scheduler
1516  * holdoffs. We aim to keep scheduler holdoffs down below 10ms so that we get
1517  * good batch processing throughput without creating adverse scheduler latency
1518  * conditions.
1519  */
1520 void
1521 iomap_finish_ioends(struct iomap_ioend *ioend, int error)
1522 {
1523         struct list_head tmp;
1524         u32 completions;
1525
1526         might_sleep();
1527
1528         list_replace_init(&ioend->io_list, &tmp);
1529         completions = iomap_finish_ioend(ioend, error);
1530
1531         while (!list_empty(&tmp)) {
1532                 if (completions > IOEND_BATCH_SIZE * 8) {
1533                         cond_resched();
1534                         completions = 0;
1535                 }
1536                 ioend = list_first_entry(&tmp, struct iomap_ioend, io_list);
1537                 list_del_init(&ioend->io_list);
1538                 completions += iomap_finish_ioend(ioend, error);
1539         }
1540 }
1541 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_finish_ioends);
1542
1543 /*
1544  * We can merge two adjacent ioends if they have the same set of work to do.
1545  */
1546 static bool
1547 iomap_ioend_can_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct iomap_ioend *next)
1548 {
1549         if (ioend->io_bio->bi_status != next->io_bio->bi_status)
1550                 return false;
1551         if ((ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED) ^
1552             (next->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1553                 return false;
1554         if ((ioend->io_type == IOMAP_UNWRITTEN) ^
1555             (next->io_type == IOMAP_UNWRITTEN))
1556                 return false;
1557         if (ioend->io_offset + ioend->io_size != next->io_offset)
1558                 return false;
1559         /*
1560          * Do not merge physically discontiguous ioends. The filesystem
1561          * completion functions will have to iterate the physical
1562          * discontiguities even if we merge the ioends at a logical level, so
1563          * we don't gain anything by merging physical discontiguities here.
1564          *
1565          * We cannot use bio->bi_iter.bi_sector here as it is modified during
1566          * submission so does not point to the start sector of the bio at
1567          * completion.
1568          */
1569         if (ioend->io_sector + (ioend->io_size >> 9) != next->io_sector)
1570                 return false;
1571         return true;
1572 }
1573
1574 void
1575 iomap_ioend_try_merge(struct iomap_ioend *ioend, struct list_head *more_ioends)
1576 {
1577         struct iomap_ioend *next;
1578
1579         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1580
1581         while ((next = list_first_entry_or_null(more_ioends, struct iomap_ioend,
1582                         io_list))) {
1583                 if (!iomap_ioend_can_merge(ioend, next))
1584                         break;
1585                 list_move_tail(&next->io_list, &ioend->io_list);
1586                 ioend->io_size += next->io_size;
1587         }
1588 }
1589 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_ioend_try_merge);
1590
1591 static int
1592 iomap_ioend_compare(void *priv, const struct list_head *a,
1593                 const struct list_head *b)
1594 {
1595         struct iomap_ioend *ia = container_of(a, struct iomap_ioend, io_list);
1596         struct iomap_ioend *ib = container_of(b, struct iomap_ioend, io_list);
1597
1598         if (ia->io_offset < ib->io_offset)
1599                 return -1;
1600         if (ia->io_offset > ib->io_offset)
1601                 return 1;
1602         return 0;
1603 }
1604
1605 void
1606 iomap_sort_ioends(struct list_head *ioend_list)
1607 {
1608         list_sort(NULL, ioend_list, iomap_ioend_compare);
1609 }
1610 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_sort_ioends);
1611
1612 static void iomap_writepage_end_bio(struct bio *bio)
1613 {
1614         struct iomap_ioend *ioend = bio->bi_private;
1615
1616         iomap_finish_ioend(ioend, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Submit the final bio for an ioend.
1621  *
1622  * If @error is non-zero, it means that we have a situation where some part of
1623  * the submission process has failed after we've marked pages for writeback
1624  * and unlocked them.  In this situation, we need to fail the bio instead of
1625  * submitting it.  This typically only happens on a filesystem shutdown.
1626  */
1627 static int
1628 iomap_submit_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, struct iomap_ioend *ioend,
1629                 int error)
1630 {
1631         ioend->io_bio->bi_private = ioend;
1632         ioend->io_bio->bi_end_io = iomap_writepage_end_bio;
1633
1634         if (wpc->ops->prepare_ioend)
1635                 error = wpc->ops->prepare_ioend(ioend, error);
1636         if (error) {
1637                 /*
1638                  * If we're failing the IO now, just mark the ioend with an
1639                  * error and finish it.  This will run IO completion immediately
1640                  * as there is only one reference to the ioend at this point in
1641                  * time.
1642                  */
1643                 ioend->io_bio->bi_status = errno_to_blk_status(error);
1644                 bio_endio(ioend->io_bio);
1645                 return error;
1646         }
1647
1648         submit_bio(ioend->io_bio);
1649         return 0;
1650 }
1651
1652 static struct iomap_ioend *
1653 iomap_alloc_ioend(struct inode *inode, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1654                 loff_t offset, sector_t sector, struct writeback_control *wbc)
1655 {
1656         struct iomap_ioend *ioend;
1657         struct bio *bio;
1658
1659         bio = bio_alloc_bioset(wpc->iomap.bdev, BIO_MAX_VECS,
1660                                REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc),
1661                                GFP_NOFS, &iomap_ioend_bioset);
1662         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
1663         wbc_init_bio(wbc, bio);
1664
1665         ioend = container_of(bio, struct iomap_ioend, io_inline_bio);
1666         INIT_LIST_HEAD(&ioend->io_list);
1667         ioend->io_type = wpc->iomap.type;
1668         ioend->io_flags = wpc->iomap.flags;
1669         ioend->io_inode = inode;
1670         ioend->io_size = 0;
1671         ioend->io_folios = 0;
1672         ioend->io_offset = offset;
1673         ioend->io_bio = bio;
1674         ioend->io_sector = sector;
1675         return ioend;
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Allocate a new bio, and chain the old bio to the new one.
1680  *
1681  * Note that we have to perform the chaining in this unintuitive order
1682  * so that the bi_private linkage is set up in the right direction for the
1683  * traversal in iomap_finish_ioend().
1684  */
1685 static struct bio *
1686 iomap_chain_bio(struct bio *prev)
1687 {
1688         struct bio *new;
1689
1690         new = bio_alloc(prev->bi_bdev, BIO_MAX_VECS, prev->bi_opf, GFP_NOFS);
1691         bio_clone_blkg_association(new, prev);
1692         new->bi_iter.bi_sector = bio_end_sector(prev);
1693
1694         bio_chain(prev, new);
1695         bio_get(prev);          /* for iomap_finish_ioend */
1696         submit_bio(prev);
1697         return new;
1698 }
1699
1700 static bool
1701 iomap_can_add_to_ioend(struct iomap_writepage_ctx *wpc, loff_t offset,
1702                 sector_t sector)
1703 {
1704         if ((wpc->iomap.flags & IOMAP_F_SHARED) !=
1705             (wpc->ioend->io_flags & IOMAP_F_SHARED))
1706                 return false;
1707         if (wpc->iomap.type != wpc->ioend->io_type)
1708                 return false;
1709         if (offset != wpc->ioend->io_offset + wpc->ioend->io_size)
1710                 return false;
1711         if (sector != bio_end_sector(wpc->ioend->io_bio))
1712                 return false;
1713         /*
1714          * Limit ioend bio chain lengths to minimise IO completion latency. This
1715          * also prevents long tight loops ending page writeback on all the
1716          * folios in the ioend.
1717          */
1718         if (wpc->ioend->io_folios >= IOEND_BATCH_SIZE)
1719                 return false;
1720         return true;
1721 }
1722
1723 /*
1724  * Test to see if we have an existing ioend structure that we could append to
1725  * first; otherwise finish off the current ioend and start another.
1726  */
1727 static void
1728 iomap_add_to_ioend(struct inode *inode, loff_t pos, struct folio *folio,
1729                 struct iomap_folio_state *ifs, struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1730                 struct writeback_control *wbc, struct list_head *iolist)
1731 {
1732         sector_t sector = iomap_sector(&wpc->iomap, pos);
1733         unsigned len = i_blocksize(inode);
1734         size_t poff = offset_in_folio(folio, pos);
1735
1736         if (!wpc->ioend || !iomap_can_add_to_ioend(wpc, pos, sector)) {
1737                 if (wpc->ioend)
1738                         list_add(&wpc->ioend->io_list, iolist);
1739                 wpc->ioend = iomap_alloc_ioend(inode, wpc, pos, sector, wbc);
1740         }
1741
1742         if (!bio_add_folio(wpc->ioend->io_bio, folio, len, poff)) {
1743                 wpc->ioend->io_bio = iomap_chain_bio(wpc->ioend->io_bio);
1744                 bio_add_folio_nofail(wpc->ioend->io_bio, folio, len, poff);
1745         }
1746
1747         if (ifs)
1748                 atomic_add(len, &ifs->write_bytes_pending);
1749         wpc->ioend->io_size += len;
1750         wbc_account_cgroup_owner(wbc, &folio->page, len);
1751 }
1752
1753 /*
1754  * We implement an immediate ioend submission policy here to avoid needing to
1755  * chain multiple ioends and hence nest mempool allocations which can violate
1756  * the forward progress guarantees we need to provide. The current ioend we're
1757  * adding blocks to is cached in the writepage context, and if the new block
1758  * doesn't append to the cached ioend, it will create a new ioend and cache that
1759  * instead.
1760  *
1761  * If a new ioend is created and cached, the old ioend is returned and queued
1762  * locally for submission once the entire page is processed or an error has been
1763  * detected.  While ioends are submitted immediately after they are completed,
1764  * batching optimisations are provided by higher level block plugging.
1765  *
1766  * At the end of a writeback pass, there will be a cached ioend remaining on the
1767  * writepage context that the caller will need to submit.
1768  */
1769 static int
1770 iomap_writepage_map(struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1771                 struct writeback_control *wbc, struct inode *inode,
1772                 struct folio *folio, u64 end_pos)
1773 {
1774         struct iomap_folio_state *ifs = folio->private;
1775         struct iomap_ioend *ioend, *next;
1776         unsigned len = i_blocksize(inode);
1777         unsigned nblocks = i_blocks_per_folio(inode, folio);
1778         u64 pos = folio_pos(folio);
1779         int error = 0, count = 0, i;
1780         LIST_HEAD(submit_list);
1781
1782         WARN_ON_ONCE(end_pos <= pos);
1783
1784         if (!ifs && nblocks > 1) {
1785                 ifs = ifs_alloc(inode, folio, 0);
1786                 iomap_set_range_dirty(folio, 0, end_pos - pos);
1787         }
1788
1789         WARN_ON_ONCE(ifs && atomic_read(&ifs->write_bytes_pending) != 0);
1790
1791         /*
1792          * Walk through the folio to find areas to write back. If we
1793          * run off the end of the current map or find the current map
1794          * invalid, grab a new one.
1795          */
1796         for (i = 0; i < nblocks && pos < end_pos; i++, pos += len) {
1797                 if (ifs && !ifs_block_is_dirty(folio, ifs, i))
1798                         continue;
1799
1800                 error = wpc->ops->map_blocks(wpc, inode, pos);
1801                 if (error)
1802                         break;
1803                 trace_iomap_writepage_map(inode, &wpc->iomap);
1804                 if (WARN_ON_ONCE(wpc->iomap.type == IOMAP_INLINE))
1805                         continue;
1806                 if (wpc->iomap.type == IOMAP_HOLE)
1807                         continue;
1808                 iomap_add_to_ioend(inode, pos, folio, ifs, wpc, wbc,
1809                                  &submit_list);
1810                 count++;
1811         }
1812         if (count)
1813                 wpc->ioend->io_folios++;
1814
1815         WARN_ON_ONCE(!wpc->ioend && !list_empty(&submit_list));
1816         WARN_ON_ONCE(!folio_test_locked(folio));
1817         WARN_ON_ONCE(folio_test_writeback(folio));
1818         WARN_ON_ONCE(folio_test_dirty(folio));
1819
1820         /*
1821          * We cannot cancel the ioend directly here on error.  We may have
1822          * already set other pages under writeback and hence we have to run I/O
1823          * completion to mark the error state of the pages under writeback
1824          * appropriately.
1825          */
1826         if (unlikely(error)) {
1827                 /*
1828                  * Let the filesystem know what portion of the current page
1829                  * failed to map. If the page hasn't been added to ioend, it
1830                  * won't be affected by I/O completion and we must unlock it
1831                  * now.
1832                  */
1833                 if (wpc->ops->discard_folio)
1834                         wpc->ops->discard_folio(folio, pos);
1835                 if (!count) {
1836                         folio_unlock(folio);
1837                         goto done;
1838                 }
1839         }
1840
1841         /*
1842          * We can have dirty bits set past end of file in page_mkwrite path
1843          * while mapping the last partial folio. Hence it's better to clear
1844          * all the dirty bits in the folio here.
1845          */
1846         iomap_clear_range_dirty(folio, 0, folio_size(folio));
1847         folio_start_writeback(folio);
1848         folio_unlock(folio);
1849
1850         /*
1851          * Preserve the original error if there was one; catch
1852          * submission errors here and propagate into subsequent ioend
1853          * submissions.
1854          */
1855         list_for_each_entry_safe(ioend, next, &submit_list, io_list) {
1856                 int error2;
1857
1858                 list_del_init(&ioend->io_list);
1859                 error2 = iomap_submit_ioend(wpc, ioend, error);
1860                 if (error2 && !error)
1861                         error = error2;
1862         }
1863
1864         /*
1865          * We can end up here with no error and nothing to write only if we race
1866          * with a partial page truncate on a sub-page block sized filesystem.
1867          */
1868         if (!count)
1869                 folio_end_writeback(folio);
1870 done:
1871         mapping_set_error(inode->i_mapping, error);
1872         return error;
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Write out a dirty page.
1877  *
1878  * For delalloc space on the page, we need to allocate space and flush it.
1879  * For unwritten space on the page, we need to start the conversion to
1880  * regular allocated space.
1881  */
1882 static int iomap_do_writepage(struct folio *folio,
1883                 struct writeback_control *wbc, void *data)
1884 {
1885         struct iomap_writepage_ctx *wpc = data;
1886         struct inode *inode = folio->mapping->host;
1887         u64 end_pos, isize;
1888
1889         trace_iomap_writepage(inode, folio_pos(folio), folio_size(folio));
1890
1891         /*
1892          * Refuse to write the folio out if we're called from reclaim context.
1893          *
1894          * This avoids stack overflows when called from deeply used stacks in
1895          * random callers for direct reclaim or memcg reclaim.  We explicitly
1896          * allow reclaim from kswapd as the stack usage there is relatively low.
1897          *
1898          * This should never happen except in the case of a VM regression so
1899          * warn about it.
1900          */
1901         if (WARN_ON_ONCE((current->flags & (PF_MEMALLOC|PF_KSWAPD)) ==
1902                         PF_MEMALLOC))
1903                 goto redirty;
1904
1905         /*
1906          * Is this folio beyond the end of the file?
1907          *
1908          * The folio index is less than the end_index, adjust the end_pos
1909          * to the highest offset that this folio should represent.
1910          * -----------------------------------------------------
1911          * |                    file mapping           | <EOF> |
1912          * -----------------------------------------------------
1913          * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N  |       |
1914          * ^--------------------------------^----------|--------
1915          * |     desired writeback range    |      see else    |
1916          * ---------------------------------^------------------|
1917          */
1918         isize = i_size_read(inode);
1919         end_pos = folio_pos(folio) + folio_size(folio);
1920         if (end_pos > isize) {
1921                 /*
1922                  * Check whether the page to write out is beyond or straddles
1923                  * i_size or not.
1924                  * -------------------------------------------------------
1925                  * |            file mapping                    | <EOF>  |
1926                  * -------------------------------------------------------
1927                  * | Page ... | Page N-2 | Page N-1 |  Page N   | Beyond |
1928                  * ^--------------------------------^-----------|---------
1929                  * |                                |      Straddles     |
1930                  * ---------------------------------^-----------|--------|
1931                  */
1932                 size_t poff = offset_in_folio(folio, isize);
1933                 pgoff_t end_index = isize >> PAGE_SHIFT;
1934
1935                 /*
1936                  * Skip the page if it's fully outside i_size, e.g.
1937                  * due to a truncate operation that's in progress.  We've
1938                  * cleaned this page and truncate will finish things off for
1939                  * us.
1940                  *
1941                  * Note that the end_index is unsigned long.  If the given
1942                  * offset is greater than 16TB on a 32-bit system then if we
1943                  * checked if the page is fully outside i_size with
1944                  * "if (page->index >= end_index + 1)", "end_index + 1" would
1945                  * overflow and evaluate to 0.  Hence this page would be
1946                  * redirtied and written out repeatedly, which would result in
1947                  * an infinite loop; the user program performing this operation
1948                  * would hang.  Instead, we can detect this situation by
1949                  * checking if the page is totally beyond i_size or if its
1950                  * offset is just equal to the EOF.
1951                  */
1952                 if (folio->index > end_index ||
1953                     (folio->index == end_index && poff == 0))
1954                         goto unlock;
1955
1956                 /*
1957                  * The page straddles i_size.  It must be zeroed out on each
1958                  * and every writepage invocation because it may be mmapped.
1959                  * "A file is mapped in multiples of the page size.  For a file
1960                  * that is not a multiple of the page size, the remaining
1961                  * memory is zeroed when mapped, and writes to that region are
1962                  * not written out to the file."
1963                  */
1964                 folio_zero_segment(folio, poff, folio_size(folio));
1965                 end_pos = isize;
1966         }
1967
1968         return iomap_writepage_map(wpc, wbc, inode, folio, end_pos);
1969
1970 redirty:
1971         folio_redirty_for_writepage(wbc, folio);
1972 unlock:
1973         folio_unlock(folio);
1974         return 0;
1975 }
1976
1977 int
1978 iomap_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc,
1979                 struct iomap_writepage_ctx *wpc,
1980                 const struct iomap_writeback_ops *ops)
1981 {
1982         int                     ret;
1983
1984         wpc->ops = ops;
1985         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, iomap_do_writepage, wpc);
1986         if (!wpc->ioend)
1987                 return ret;
1988         return iomap_submit_ioend(wpc, wpc->ioend, ret);
1989 }
1990 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_writepages);
1991
1992 static int __init iomap_init(void)
1993 {
1994         return bioset_init(&iomap_ioend_bioset, 4 * (PAGE_SIZE / SECTOR_SIZE),
1995                            offsetof(struct iomap_ioend, io_inline_bio),
1996                            BIOSET_NEED_BVECS);
1997 }
1998 fs_initcall(iomap_init);