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/writeback.h>
  16 #include <linux/backing-dev.h>
  17 #include <linux/blkdev.h>
  18 #include <linux/bio.h>
  19 #include <linux/prefetch.h>
  20 #include <linux/uio.h>
  21
  22 #include "f2fs.h"
  23 #include "node.h"
  24 #include "segment.h"
  25 #include "trace.h"
  26 #include <trace/events/f2fs.h>
  27
  28 static void f2fs_read_end_io(struct bio *bio, int err)
  29 {
  30         struct bio_vec *bvec;
  31         int i;
  32
  33         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
  34                 struct page *page = bvec->bv_page;
  35
  36                 if (!err) {
  37                         SetPageUptodate(page);
  38                 } else {
  39                         ClearPageUptodate(page);
  40                         SetPageError(page);
  41                 }
  42                 unlock_page(page);
  43         }
  44         bio_put(bio);
  45 }
  46
  47 static void f2fs_write_end_io(struct bio *bio, int err)
  48 {
  49         struct f2fs_sb_info *sbi = bio->bi_private;
  50         struct bio_vec *bvec;
  51         int i;
  52
  53         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
  54                 struct page *page = bvec->bv_page;
  55
  56                 if (unlikely(err)) {
  57                         set_page_dirty(page);
  58                         set_bit(AS_EIO, &page->mapping->flags);
  59                         f2fs_stop_checkpoint(sbi);
  60                 }
  61                 end_page_writeback(page);
  62                 dec_page_count(sbi, F2FS_WRITEBACK);
  63         }
  64
  65         if (!get_pages(sbi, F2FS_WRITEBACK) &&
  66                         !list_empty(&sbi->cp_wait.task_list))
  67                 wake_up(&sbi->cp_wait);
  68
  69         bio_put(bio);
  70 }
  71
  72 /*
  73  * Low-level block read/write IO operations.
  74  */
  75 static struct bio *__bio_alloc(struct f2fs_sb_info *sbi, block_t blk_addr,
  76                                 int npages, bool is_read)
  77 {
  78         struct bio *bio;
  79
  80         /* No failure on bio allocation */
  81         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, npages);
  82
  83         bio->bi_bdev = sbi->sb->s_bdev;
  84         bio->bi_iter.bi_sector = SECTOR_FROM_BLOCK(blk_addr);
  85         bio->bi_end_io = is_read ? f2fs_read_end_io : f2fs_write_end_io;
  86         bio->bi_private = sbi;
  87
  88         return bio;
  89 }
  90
  91 static void __submit_merged_bio(struct f2fs_bio_info *io)
  92 {
  93         struct f2fs_io_info *fio = &io->fio;
  94
  95         if (!io->bio)
  96                 return;
  97
  98         if (is_read_io(fio->rw))
  99                 trace_f2fs_submit_read_bio(io->sbi->sb, fio, io->bio);
 100         else
 101                 trace_f2fs_submit_write_bio(io->sbi->sb, fio, io->bio);
 102
 103         submit_bio(fio->rw, io->bio);
 104         io->bio = NULL;
 105 }
 106
 107 void f2fs_submit_merged_bio(struct f2fs_sb_info *sbi,
 108                                 enum page_type type, int rw)
 109 {
 110         enum page_type btype = PAGE_TYPE_OF_BIO(type);
 111         struct f2fs_bio_info *io;
 112
 113         io = is_read_io(rw) ? &sbi->read_io : &sbi->write_io[btype];
 114
 115         down_write(&io->io_rwsem);
 116
 117         /* change META to META_FLUSH in the checkpoint procedure */
 118         if (type >= META_FLUSH) {
 119                 io->fio.type = META_FLUSH;
 120                 if (test_opt(sbi, NOBARRIER))
 121                         io->fio.rw = WRITE_FLUSH | REQ_META | REQ_PRIO;
 122                 else
 123                         io->fio.rw = WRITE_FLUSH_FUA | REQ_META | REQ_PRIO;
 124         }
 125         __submit_merged_bio(io);
 126         up_write(&io->io_rwsem);
 127 }
 128
 129 /*
 130  * Fill the locked page with data located in the block address.
 131  * Return unlocked page.
 132  */
 133 int f2fs_submit_page_bio(struct f2fs_sb_info *sbi, struct page *page,
 134                                         struct f2fs_io_info *fio)
 135 {
 136         struct bio *bio;
 137
 138         trace_f2fs_submit_page_bio(page, fio);
 139         f2fs_trace_ios(page, fio, 0);
 140
 141         /* Allocate a new bio */
 142         bio = __bio_alloc(sbi, fio->blk_addr, 1, is_read_io(fio->rw));
 143
 144         if (bio_add_page(bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0) < PAGE_CACHE_SIZE) {
 145                 bio_put(bio);
 146                 f2fs_put_page(page, 1);
 147                 return -EFAULT;
 148         }
 149
 150         submit_bio(fio->rw, bio);
 151         return 0;
 152 }
 153
 154 void f2fs_submit_page_mbio(struct f2fs_sb_info *sbi, struct page *page,
 155                                         struct f2fs_io_info *fio)
 156 {
 157         enum page_type btype = PAGE_TYPE_OF_BIO(fio->type);
 158         struct f2fs_bio_info *io;
 159         bool is_read = is_read_io(fio->rw);
 160
 161         io = is_read ? &sbi->read_io : &sbi->write_io[btype];
 162
 163         verify_block_addr(sbi, fio->blk_addr);
 164
 165         down_write(&io->io_rwsem);
 166
 167         if (!is_read)
 168                 inc_page_count(sbi, F2FS_WRITEBACK);
 169
 170         if (io->bio && (io->last_block_in_bio != fio->blk_addr - 1 ||
 171                                                 io->fio.rw != fio->rw))
 172                 __submit_merged_bio(io);
 173 alloc_new:
 174         if (io->bio == NULL) {
 175                 int bio_blocks = MAX_BIO_BLOCKS(sbi);
 176
 177                 io->bio = __bio_alloc(sbi, fio->blk_addr, bio_blocks, is_read);
 178                 io->fio = *fio;
 179         }
 180
 181         if (bio_add_page(io->bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0) <
 182                                                         PAGE_CACHE_SIZE) {
 183                 __submit_merged_bio(io);
 184                 goto alloc_new;
 185         }
 186
 187         io->last_block_in_bio = fio->blk_addr;
 188         f2fs_trace_ios(page, fio, 0);
 189
 190         up_write(&io->io_rwsem);
 191         trace_f2fs_submit_page_mbio(page, fio);
 192 }
 193
 194 /*
 195  * Lock ordering for the change of data block address:
 196  * ->data_page
 197  *  ->node_page
 198  *    update block addresses in the node page
 199  */
 200 static void __set_data_blkaddr(struct dnode_of_data *dn)
 201 {
 202         struct f2fs_node *rn;
 203         __le32 *addr_array;
 204         struct page *node_page = dn->node_page;
 205         unsigned int ofs_in_node = dn->ofs_in_node;
 206
 207         f2fs_wait_on_page_writeback(node_page, NODE);
 208
 209         rn = F2FS_NODE(node_page);
 210
 211         /* Get physical address of data block */
 212         addr_array = blkaddr_in_node(rn);
 213         addr_array[ofs_in_node] = cpu_to_le32(dn->data_blkaddr);
 214         set_page_dirty(node_page);
 215 }
 216
 217 int reserve_new_block(struct dnode_of_data *dn)
 218 {
 219         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(dn->inode);
 220
 221         if (unlikely(is_inode_flag_set(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_ALLOC)))
 222                 return -EPERM;
 223         if (unlikely(!inc_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1)))
 224                 return -ENOSPC;
 225
 226         trace_f2fs_reserve_new_block(dn->inode, dn->nid, dn->ofs_in_node);
 227
 228         dn->data_blkaddr = NEW_ADDR;
 229         __set_data_blkaddr(dn);
 230         mark_inode_dirty(dn->inode);
 231         sync_inode_page(dn);
 232         return 0;
 233 }
 234
 235 int f2fs_reserve_block(struct dnode_of_data *dn, pgoff_t index)
 236 {
 237         bool need_put = dn->inode_page ? false : true;
 238         int err;
 239
 240         err = get_dnode_of_data(dn, index, ALLOC_NODE);
 241         if (err)
 242                 return err;
 243
 244         if (dn->data_blkaddr == NULL_ADDR)
 245                 err = reserve_new_block(dn);
 246         if (err || need_put)
 247                 f2fs_put_dnode(dn);
 248         return err;
 249 }
 250
 251 static int check_extent_cache(struct inode *inode, pgoff_t pgofs,
 252                                         struct buffer_head *bh_result)
 253 {
 254         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
 255         pgoff_t start_fofs, end_fofs;
 256         block_t start_blkaddr;
 257
 258         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 259                 return 0;
 260
 261         read_lock(&fi->ext.ext_lock);
 262         if (fi->ext.len == 0) {
 263                 read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 264                 return 0;
 265         }
 266
 267         stat_inc_total_hit(inode->i_sb);
 268
 269         start_fofs = fi->ext.fofs;
 270         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 271         start_blkaddr = fi->ext.blk_addr;
 272
 273         if (pgofs >= start_fofs && pgofs <= end_fofs) {
 274                 unsigned int blkbits = inode->i_sb->s_blocksize_bits;
 275                 size_t count;
 276
 277                 set_buffer_new(bh_result);
 278                 map_bh(bh_result, inode->i_sb,
 279                                 start_blkaddr + pgofs - start_fofs);
 280                 count = end_fofs - pgofs + 1;
 281                 if (count < (UINT_MAX >> blkbits))
 282                         bh_result->b_size = (count << blkbits);
 283                 else
 284                         bh_result->b_size = UINT_MAX;
 285
 286                 stat_inc_read_hit(inode->i_sb);
 287                 read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 288                 return 1;
 289         }
 290         read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 291         return 0;
 292 }
 293
 294 void update_extent_cache(struct dnode_of_data *dn)
 295 {
 296         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(dn->inode);
 297         pgoff_t fofs, start_fofs, end_fofs;
 298         block_t start_blkaddr, end_blkaddr;
 299         int need_update = true;
 300
 301         f2fs_bug_on(F2FS_I_SB(dn->inode), dn->data_blkaddr == NEW_ADDR);
 302
 303         /* Update the page address in the parent node */
 304         __set_data_blkaddr(dn);
 305
 306         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 307                 return;
 308
 309         fofs = start_bidx_of_node(ofs_of_node(dn->node_page), fi) +
 310                                                         dn->ofs_in_node;
 311
 312         write_lock(&fi->ext.ext_lock);
 313
 314         start_fofs = fi->ext.fofs;
 315         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 316         start_blkaddr = fi->ext.blk_addr;
 317         end_blkaddr = fi->ext.blk_addr + fi->ext.len - 1;
 318
 319         /* Drop and initialize the matched extent */
 320         if (fi->ext.len == 1 && fofs == start_fofs)
 321                 fi->ext.len = 0;
 322
 323         /* Initial extent */
 324         if (fi->ext.len == 0) {
 325                 if (dn->data_blkaddr != NULL_ADDR) {
 326                         fi->ext.fofs = fofs;
 327                         fi->ext.blk_addr = dn->data_blkaddr;
 328                         fi->ext.len = 1;
 329                 }
 330                 goto end_update;
 331         }
 332
 333         /* Front merge */
 334         if (fofs == start_fofs - 1 && dn->data_blkaddr == start_blkaddr - 1) {
 335                 fi->ext.fofs--;
 336                 fi->ext.blk_addr--;
 337                 fi->ext.len++;
 338                 goto end_update;
 339         }
 340
 341         /* Back merge */
 342         if (fofs == end_fofs + 1 && dn->data_blkaddr == end_blkaddr + 1) {
 343                 fi->ext.len++;
 344                 goto end_update;
 345         }
 346
 347         /* Split the existing extent */
 348         if (fi->ext.len > 1 &&
 349                 fofs >= start_fofs && fofs <= end_fofs) {
 350                 if ((end_fofs - fofs) < (fi->ext.len >> 1)) {
 351                         fi->ext.len = fofs - start_fofs;
 352                 } else {
 353                         fi->ext.fofs = fofs + 1;
 354                         fi->ext.blk_addr = start_blkaddr +
 355                                         fofs - start_fofs + 1;
 356                         fi->ext.len -= fofs - start_fofs + 1;
 357                 }
 358         } else {
 359                 need_update = false;
 360         }
 361
 362         /* Finally, if the extent is very fragmented, let's drop the cache. */
 363         if (fi->ext.len < F2FS_MIN_EXTENT_LEN) {
 364                 fi->ext.len = 0;
 365                 set_inode_flag(fi, FI_NO_EXTENT);
 366                 need_update = true;
 367         }
 368 end_update:
 369         write_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 370         if (need_update)
 371                 sync_inode_page(dn);
 372         return;
 373 }
 374
 375 struct page *find_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index, bool sync)
 376 {
 377         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 378         struct dnode_of_data dn;
 379         struct page *page;
 380         int err;
 381         struct f2fs_io_info fio = {
 382                 .type = DATA,
 383                 .rw = sync ? READ_SYNC : READA,
 384         };
 385
 386         page = find_get_page(mapping, index);
 387         if (page && PageUptodate(page))
 388                 return page;
 389         f2fs_put_page(page, 0);
 390
 391         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 392         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 393         if (err)
 394                 return ERR_PTR(err);
 395         f2fs_put_dnode(&dn);
 396
 397         if (dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)
 398                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 399
 400         /* By fallocate(), there is no cached page, but with NEW_ADDR */
 401         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NEW_ADDR))
 402                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 403
 404         page = grab_cache_page(mapping, index);
 405         if (!page)
 406                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 407
 408         if (PageUptodate(page)) {
 409                 unlock_page(page);
 410                 return page;
 411         }
 412
 413         fio.blk_addr = dn.data_blkaddr;
 414         err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, &fio);
 415         if (err)
 416                 return ERR_PTR(err);
 417
 418         if (sync) {
 419                 wait_on_page_locked(page);
 420                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 421                         f2fs_put_page(page, 0);
 422                         return ERR_PTR(-EIO);
 423                 }
 424         }
 425         return page;
 426 }
 427
 428 /*
 429  * If it tries to access a hole, return an error.
 430  * Because, the callers, functions in dir.c and GC, should be able to know
 431  * whether this page exists or not.
 432  */
 433 struct page *get_lock_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index)
 434 {
 435         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 436         struct dnode_of_data dn;
 437         struct page *page;
 438         int err;
 439         struct f2fs_io_info fio = {
 440                 .type = DATA,
 441                 .rw = READ_SYNC,
 442         };
 443 repeat:
 444         page = grab_cache_page(mapping, index);
 445         if (!page)
 446                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 447
 448         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 449         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 450         if (err) {
 451                 f2fs_put_page(page, 1);
 452                 return ERR_PTR(err);
 453         }
 454         f2fs_put_dnode(&dn);
 455
 456         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)) {
 457                 f2fs_put_page(page, 1);
 458                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 459         }
 460
 461         if (PageUptodate(page))
 462                 return page;
 463
 464         /*
 465          * A new dentry page is allocated but not able to be written, since its
 466          * new inode page couldn't be allocated due to -ENOSPC.
 467          * In such the case, its blkaddr can be remained as NEW_ADDR.
 468          * see, f2fs_add_link -> get_new_data_page -> init_inode_metadata.
 469          */
 470         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 471                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 472                 SetPageUptodate(page);
 473                 return page;
 474         }
 475
 476         fio.blk_addr = dn.data_blkaddr;
 477         err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, &fio);
 478         if (err)
 479                 return ERR_PTR(err);
 480
 481         lock_page(page);
 482         if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 483                 f2fs_put_page(page, 1);
 484                 return ERR_PTR(-EIO);
 485         }
 486         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 487                 f2fs_put_page(page, 1);
 488                 goto repeat;
 489         }
 490         return page;
 491 }
 492
 493 /*
 494  * Caller ensures that this data page is never allocated.
 495  * A new zero-filled data page is allocated in the page cache.
 496  *
 497  * Also, caller should grab and release a rwsem by calling f2fs_lock_op() and
 498  * f2fs_unlock_op().
 499  * Note that, ipage is set only by make_empty_dir.
 500  */
 501 struct page *get_new_data_page(struct inode *inode,
 502                 struct page *ipage, pgoff_t index, bool new_i_size)
 503 {
 504         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 505         struct page *page;
 506         struct dnode_of_data dn;
 507         int err;
 508
 509         set_new_dnode(&dn, inode, ipage, NULL, 0);
 510         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
 511         if (err)
 512                 return ERR_PTR(err);
 513 repeat:
 514         page = grab_cache_page(mapping, index);
 515         if (!page) {
 516                 err = -ENOMEM;
 517                 goto put_err;
 518         }
 519
 520         if (PageUptodate(page))
 521                 return page;
 522
 523         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 524                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 525                 SetPageUptodate(page);
 526         } else {
 527                 struct f2fs_io_info fio = {
 528                         .type = DATA,
 529                         .rw = READ_SYNC,
 530                         .blk_addr = dn.data_blkaddr,
 531                 };
 532                 err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, &fio);
 533                 if (err)
 534                         goto put_err;
 535
 536                 lock_page(page);
 537                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 538                         f2fs_put_page(page, 1);
 539                         err = -EIO;
 540                         goto put_err;
 541                 }
 542                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 543                         f2fs_put_page(page, 1);
 544                         goto repeat;
 545                 }
 546         }
 547
 548         if (new_i_size &&
 549                 i_size_read(inode) < ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT)) {
 550                 i_size_write(inode, ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT));
 551                 /* Only the directory inode sets new_i_size */
 552                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_DIR);
 553         }
 554         return page;
 555
 556 put_err:
 557         f2fs_put_dnode(&dn);
 558         return ERR_PTR(err);
 559 }
 560
 561 static int __allocate_data_block(struct dnode_of_data *dn)
 562 {
 563         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(dn->inode);
 564         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(dn->inode);
 565         struct f2fs_summary sum;
 566         struct node_info ni;
 567         int seg = CURSEG_WARM_DATA;
 568         pgoff_t fofs;
 569
 570         if (unlikely(is_inode_flag_set(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_ALLOC)))
 571                 return -EPERM;
 572         if (unlikely(!inc_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1)))
 573                 return -ENOSPC;
 574
 575         get_node_info(sbi, dn->nid, &ni);
 576         set_summary(&sum, dn->nid, dn->ofs_in_node, ni.version);
 577
 578         if (dn->ofs_in_node == 0 && dn->inode_page == dn->node_page)
 579                 seg = CURSEG_DIRECT_IO;
 580
 581         allocate_data_block(sbi, NULL, NULL_ADDR, &dn->data_blkaddr, &sum, seg);
 582
 583         /* direct IO doesn't use extent cache to maximize the performance */
 584         __set_data_blkaddr(dn);
 585
 586         /* update i_size */
 587         fofs = start_bidx_of_node(ofs_of_node(dn->node_page), fi) +
 588                                                         dn->ofs_in_node;
 589         if (i_size_read(dn->inode) < ((fofs + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT))
 590                 i_size_write(dn->inode, ((fofs + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT));
 591
 592         return 0;
 593 }
 594
 595 static void __allocate_data_blocks(struct inode *inode, loff_t offset,
 596                                                         size_t count)
 597 {
 598         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 599         struct dnode_of_data dn;
 600         u64 start = F2FS_BYTES_TO_BLK(offset);
 601         u64 len = F2FS_BYTES_TO_BLK(count);
 602         bool allocated;
 603         u64 end_offset;
 604
 605         while (len) {
 606                 f2fs_balance_fs(sbi);
 607                 f2fs_lock_op(sbi);
 608
 609                 /* When reading holes, we need its node page */
 610                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 611                 if (get_dnode_of_data(&dn, start, ALLOC_NODE))
 612                         goto out;
 613
 614                 allocated = false;
 615                 end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
 616
 617                 while (dn.ofs_in_node < end_offset && len) {
 618                         if (dn.data_blkaddr == NULL_ADDR) {
 619                                 if (__allocate_data_block(&dn))
 620                                         goto sync_out;
 621                                 allocated = true;
 622                         }
 623                         len--;
 624                         start++;
 625                         dn.ofs_in_node++;
 626                 }
 627
 628                 if (allocated)
 629                         sync_inode_page(&dn);
 630
 631                 f2fs_put_dnode(&dn);
 632                 f2fs_unlock_op(sbi);
 633         }
 634         return;
 635
 636 sync_out:
 637         if (allocated)
 638                 sync_inode_page(&dn);
 639         f2fs_put_dnode(&dn);
 640 out:
 641         f2fs_unlock_op(sbi);
 642         return;
 643 }
 644
 645 /*
 646  * get_data_block() now supported readahead/bmap/rw direct_IO with mapped bh.
 647  * If original data blocks are allocated, then give them to blockdev.
 648  * Otherwise,
 649  *     a. preallocate requested block addresses
 650  *     b. do not use extent cache for better performance
 651  *     c. give the block addresses to blockdev
 652  */
 653 static int __get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 654                         struct buffer_head *bh_result, int create, bool fiemap)
 655 {
 656         unsigned int blkbits = inode->i_sb->s_blocksize_bits;
 657         unsigned maxblocks = bh_result->b_size >> blkbits;
 658         struct dnode_of_data dn;
 659         int mode = create ? ALLOC_NODE : LOOKUP_NODE_RA;
 660         pgoff_t pgofs, end_offset;
 661         int err = 0, ofs = 1;
 662         bool allocated = false;
 663
 664         /* Get the page offset from the block offset(iblock) */
 665         pgofs = (pgoff_t)(iblock >> (PAGE_CACHE_SHIFT - blkbits));
 666
 667         if (check_extent_cache(inode, pgofs, bh_result))
 668                 goto out;
 669
 670         if (create)
 671                 f2fs_lock_op(F2FS_I_SB(inode));
 672
 673         /* When reading holes, we need its node page */
 674         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 675         err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
 676         if (err) {
 677                 if (err == -ENOENT)
 678                         err = 0;
 679                 goto unlock_out;
 680         }
 681         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR && !fiemap)
 682                 goto put_out;
 683
 684         if (dn.data_blkaddr != NULL_ADDR) {
 685                 set_buffer_new(bh_result);
 686                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
 687         } else if (create) {
 688                 err = __allocate_data_block(&dn);
 689                 if (err)
 690                         goto put_out;
 691                 allocated = true;
 692                 set_buffer_new(bh_result);
 693                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
 694         } else {
 695                 goto put_out;
 696         }
 697
 698         end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
 699         bh_result->b_size = (((size_t)1) << blkbits);
 700         dn.ofs_in_node++;
 701         pgofs++;
 702
 703 get_next:
 704         if (dn.ofs_in_node >= end_offset) {
 705                 if (allocated)
 706                         sync_inode_page(&dn);
 707                 allocated = false;
 708                 f2fs_put_dnode(&dn);
 709
 710                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 711                 err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
 712                 if (err) {
 713                         if (err == -ENOENT)
 714                                 err = 0;
 715                         goto unlock_out;
 716                 }
 717                 if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR && !fiemap)
 718                         goto put_out;
 719
 720                 end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
 721         }
 722
 723         if (maxblocks > (bh_result->b_size >> blkbits)) {
 724                 block_t blkaddr = datablock_addr(dn.node_page, dn.ofs_in_node);
 725                 if (blkaddr == NULL_ADDR && create) {
 726                         err = __allocate_data_block(&dn);
 727                         if (err)
 728                                 goto sync_out;
 729                         allocated = true;
 730                         blkaddr = dn.data_blkaddr;
 731                 }
 732                 /* Give more consecutive addresses for the readahead */
 733                 if (blkaddr == (bh_result->b_blocknr + ofs)) {
 734                         ofs++;
 735                         dn.ofs_in_node++;
 736                         pgofs++;
 737                         bh_result->b_size += (((size_t)1) << blkbits);
 738                         goto get_next;
 739                 }
 740         }
 741 sync_out:
 742         if (allocated)
 743                 sync_inode_page(&dn);
 744 put_out:
 745         f2fs_put_dnode(&dn);
 746 unlock_out:
 747         if (create)
 748                 f2fs_unlock_op(F2FS_I_SB(inode));
 749 out:
 750         trace_f2fs_get_data_block(inode, iblock, bh_result, err);
 751         return err;
 752 }
 753
 754 static int get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 755                         struct buffer_head *bh_result, int create)
 756 {
 757         return __get_data_block(inode, iblock, bh_result, create, false);
 758 }
 759
 760 static int get_data_block_fiemap(struct inode *inode, sector_t iblock,
 761                         struct buffer_head *bh_result, int create)
 762 {
 763         return __get_data_block(inode, iblock, bh_result, create, true);
 764 }
 765
 766 int f2fs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
 767                 u64 start, u64 len)
 768 {
 769         return generic_block_fiemap(inode, fieinfo,
 770                                 start, len, get_data_block_fiemap);
 771 }
 772
 773 static int f2fs_read_data_page(struct file *file, struct page *page)
 774 {
 775         struct inode *inode = page->mapping->host;
 776         int ret = -EAGAIN;
 777
 778         trace_f2fs_readpage(page, DATA);
 779
 780         /* If the file has inline data, try to read it directly */
 781         if (f2fs_has_inline_data(inode))
 782                 ret = f2fs_read_inline_data(inode, page);
 783         if (ret == -EAGAIN)
 784                 ret = mpage_readpage(page, get_data_block);
 785
 786         return ret;
 787 }
 788
 789 static int f2fs_read_data_pages(struct file *file,
 790                         struct address_space *mapping,
 791                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 792 {
 793         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 794
 795         /* If the file has inline data, skip readpages */
 796         if (f2fs_has_inline_data(inode))
 797                 return 0;
 798
 799         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, get_data_block);
 800 }
 801
 802 int do_write_data_page(struct page *page, struct f2fs_io_info *fio)
 803 {
 804         struct inode *inode = page->mapping->host;
 805         struct dnode_of_data dn;
 806         int err = 0;
 807
 808         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 809         err = get_dnode_of_data(&dn, page->index, LOOKUP_NODE);
 810         if (err)
 811                 return err;
 812
 813         fio->blk_addr = dn.data_blkaddr;
 814
 815         /* This page is already truncated */
 816         if (fio->blk_addr == NULL_ADDR)
 817                 goto out_writepage;
 818
 819         set_page_writeback(page);
 820
 821         /*
 822          * If current allocation needs SSR,
 823          * it had better in-place writes for updated data.
 824          */
 825         if (unlikely(fio->blk_addr != NEW_ADDR &&
 826                         !is_cold_data(page) &&
 827                         need_inplace_update(inode))) {
 828                 rewrite_data_page(page, fio);
 829                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_WRITE);
 830         } else {
 831                 write_data_page(page, &dn, fio);
 832                 update_extent_cache(&dn);
 833                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_APPEND_WRITE);
 834         }
 835 out_writepage:
 836         f2fs_put_dnode(&dn);
 837         return err;
 838 }
 839
 840 static int f2fs_write_data_page(struct page *page,
 841                                         struct writeback_control *wbc)
 842 {
 843         struct inode *inode = page->mapping->host;
 844         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 845         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 846         const pgoff_t end_index = ((unsigned long long) i_size)
 847                                                         >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 848         unsigned offset = 0;
 849         bool need_balance_fs = false;
 850         int err = 0;
 851         struct f2fs_io_info fio = {
 852                 .type = DATA,
 853                 .rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE,
 854         };
 855
 856         trace_f2fs_writepage(page, DATA);
 857
 858         if (page->index < end_index)
 859                 goto write;
 860
 861         /*
 862          * If the offset is out-of-range of file size,
 863          * this page does not have to be written to disk.
 864          */
 865         offset = i_size & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 866         if ((page->index >= end_index + 1) || !offset)
 867                 goto out;
 868
 869         zero_user_segment(page, offset, PAGE_CACHE_SIZE);
 870 write:
 871         if (unlikely(is_sbi_flag_set(sbi, SBI_POR_DOING)))
 872                 goto redirty_out;
 873         if (f2fs_is_drop_cache(inode))
 874                 goto out;
 875         if (f2fs_is_volatile_file(inode) && !wbc->for_reclaim &&
 876                         available_free_memory(sbi, BASE_CHECK))
 877                 goto redirty_out;
 878
 879         /* Dentry blocks are controlled by checkpoint */
 880         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
 881                 if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi)))
 882                         goto redirty_out;
 883                 err = do_write_data_page(page, &fio);
 884                 goto done;
 885         }
 886
 887         /* we should bypass data pages to proceed the kworkder jobs */
 888         if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi))) {
 889                 SetPageError(page);
 890                 goto out;
 891         }
 892
 893         if (!wbc->for_reclaim)
 894                 need_balance_fs = true;
 895         else if (has_not_enough_free_secs(sbi, 0))
 896                 goto redirty_out;
 897
 898         err = -EAGAIN;
 899         f2fs_lock_op(sbi);
 900         if (f2fs_has_inline_data(inode))
 901                 err = f2fs_write_inline_data(inode, page);
 902         if (err == -EAGAIN)
 903                 err = do_write_data_page(page, &fio);
 904         f2fs_unlock_op(sbi);
 905 done:
 906         if (err && err != -ENOENT)
 907                 goto redirty_out;
 908
 909         clear_cold_data(page);
 910 out:
 911         inode_dec_dirty_pages(inode);
 912         unlock_page(page);
 913         if (need_balance_fs)
 914                 f2fs_balance_fs(sbi);
 915         if (wbc->for_reclaim)
 916                 f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
 917         return 0;
 918
 919 redirty_out:
 920         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
 921         return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
 922 }
 923
 924 static int __f2fs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
 925                         void *data)
 926 {
 927         struct address_space *mapping = data;
 928         int ret = mapping->a_ops->writepage(page, wbc);
 929         mapping_set_error(mapping, ret);
 930         return ret;
 931 }
 932
 933 static int f2fs_write_data_pages(struct address_space *mapping,
 934                             struct writeback_control *wbc)
 935 {
 936         struct inode *inode = mapping->host;
 937         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 938         bool locked = false;
 939         int ret;
 940         long diff;
 941
 942         trace_f2fs_writepages(mapping->host, wbc, DATA);
 943
 944         /* deal with chardevs and other special file */
 945         if (!mapping->a_ops->writepage)
 946                 return 0;
 947
 948         if (S_ISDIR(inode->i_mode) && wbc->sync_mode == WB_SYNC_NONE &&
 949                         get_dirty_pages(inode) < nr_pages_to_skip(sbi, DATA) &&
 950                         available_free_memory(sbi, DIRTY_DENTS))
 951                 goto skip_write;
 952
 953         diff = nr_pages_to_write(sbi, DATA, wbc);
 954
 955         if (!S_ISDIR(inode->i_mode)) {
 956                 mutex_lock(&sbi->writepages);
 957                 locked = true;
 958         }
 959         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, __f2fs_writepage, mapping);
 960         if (locked)
 961                 mutex_unlock(&sbi->writepages);
 962
 963         f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
 964
 965         remove_dirty_dir_inode(inode);
 966
 967         wbc->nr_to_write = max((long)0, wbc->nr_to_write - diff);
 968         return ret;
 969
 970 skip_write:
 971         wbc->pages_skipped += get_dirty_pages(inode);
 972         return 0;
 973 }
 974
 975 static void f2fs_write_failed(struct address_space *mapping, loff_t to)
 976 {
 977         struct inode *inode = mapping->host;
 978
 979         if (to > inode->i_size) {
 980                 truncate_pagecache(inode, inode->i_size);
 981                 truncate_blocks(inode, inode->i_size, true);
 982         }
 983 }
 984
 985 static int f2fs_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 986                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 987                 struct page **pagep, void **fsdata)
 988 {
 989         struct inode *inode = mapping->host;
 990         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 991         struct page *page, *ipage;
 992         pgoff_t index = ((unsigned long long) pos) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 993         struct dnode_of_data dn;
 994         int err = 0;
 995
 996         trace_f2fs_write_begin(inode, pos, len, flags);
 997
 998         f2fs_balance_fs(sbi);
 999
1000         /*
1001          * We should check this at this moment to avoid deadlock on inode page
1002          * and #0 page. The locking rule for inline_data conversion should be:
1003          * lock_page(page #0) -> lock_page(inode_page)
1004          */
1005         if (index != 0) {
1006                 err = f2fs_convert_inline_inode(inode);
1007                 if (err)
1008                         goto fail;
1009         }
1010 repeat:
1011         page = grab_cache_page_write_begin(mapping, index, flags);
1012         if (!page) {
1013                 err = -ENOMEM;
1014                 goto fail;
1015         }
1016
1017         *pagep = page;
1018
1019         f2fs_lock_op(sbi);
1020
1021         /* check inline_data */
1022         ipage = get_node_page(sbi, inode->i_ino);
1023         if (IS_ERR(ipage)) {
1024                 err = PTR_ERR(ipage);
1025                 goto unlock_fail;
1026         }
1027
1028         set_new_dnode(&dn, inode, ipage, ipage, 0);
1029
1030         if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1031                 if (pos + len <= MAX_INLINE_DATA) {
1032                         read_inline_data(page, ipage);
1033                         set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_DATA_EXIST);
1034                         sync_inode_page(&dn);
1035                         goto put_next;
1036                 }
1037                 err = f2fs_convert_inline_page(&dn, page);
1038                 if (err)
1039                         goto put_fail;
1040         }
1041         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
1042         if (err)
1043                 goto put_fail;
1044 put_next:
1045         f2fs_put_dnode(&dn);
1046         f2fs_unlock_op(sbi);
1047
1048         if ((len == PAGE_CACHE_SIZE) || PageUptodate(page))
1049                 return 0;
1050
1051         f2fs_wait_on_page_writeback(page, DATA);
1052
1053         if ((pos & PAGE_CACHE_MASK) >= i_size_read(inode)) {
1054                 unsigned start = pos & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
1055                 unsigned end = start + len;
1056
1057                 /* Reading beyond i_size is simple: memset to zero */
1058                 zero_user_segments(page, 0, start, end, PAGE_CACHE_SIZE);
1059                 goto out;
1060         }
1061
1062         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
1063                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1064         } else {
1065                 struct f2fs_io_info fio = {
1066                         .type = DATA,
1067                         .rw = READ_SYNC,
1068                         .blk_addr = dn.data_blkaddr,
1069                 };
1070                 err = f2fs_submit_page_bio(sbi, page, &fio);
1071                 if (err)
1072                         goto fail;
1073
1074                 lock_page(page);
1075                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
1076                         f2fs_put_page(page, 1);
1077                         err = -EIO;
1078                         goto fail;
1079                 }
1080                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
1081                         f2fs_put_page(page, 1);
1082                         goto repeat;
1083                 }
1084         }
1085 out:
1086         SetPageUptodate(page);
1087         clear_cold_data(page);
1088         return 0;
1089
1090 put_fail:
1091         f2fs_put_dnode(&dn);
1092 unlock_fail:
1093         f2fs_unlock_op(sbi);
1094         f2fs_put_page(page, 1);
1095 fail:
1096         f2fs_write_failed(mapping, pos + len);
1097         return err;
1098 }
1099
1100 static int f2fs_write_end(struct file *file,
1101                         struct address_space *mapping,
1102                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
1103                         struct page *page, void *fsdata)
1104 {
1105         struct inode *inode = page->mapping->host;
1106
1107         trace_f2fs_write_end(inode, pos, len, copied);
1108
1109         set_page_dirty(page);
1110
1111         if (pos + copied > i_size_read(inode)) {
1112                 i_size_write(inode, pos + copied);
1113                 mark_inode_dirty(inode);
1114                 update_inode_page(inode);
1115         }
1116
1117         f2fs_put_page(page, 1);
1118         return copied;
1119 }
1120
1121 static int check_direct_IO(struct inode *inode, struct iov_iter *iter,
1122                            loff_t offset)
1123 {
1124         unsigned blocksize_mask = inode->i_sb->s_blocksize - 1;
1125
1126         if (iov_iter_rw(iter) == READ)
1127                 return 0;
1128
1129         if (offset & blocksize_mask)
1130                 return -EINVAL;
1131
1132         if (iov_iter_alignment(iter) & blocksize_mask)
1133                 return -EINVAL;
1134
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 static ssize_t f2fs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb,
1139                 struct iov_iter *iter, loff_t offset)
1140 {
1141         struct file *file = iocb->ki_filp;
1142         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1143         struct inode *inode = mapping->host;
1144         size_t count = iov_iter_count(iter);
1145         int err;
1146
1147         /* we don't need to use inline_data strictly */
1148         if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1149                 err = f2fs_convert_inline_inode(inode);
1150                 if (err)
1151                         return err;
1152         }
1153
1154         if (check_direct_IO(inode, iter, offset))
1155                 return 0;
1156
1157         trace_f2fs_direct_IO_enter(inode, offset, count, iov_iter_rw(iter));
1158
1159         if (iov_iter_rw(iter) == WRITE)
1160                 __allocate_data_blocks(inode, offset, count);
1161
1162         err = blockdev_direct_IO(iocb, inode, iter, offset, get_data_block);
1163         if (err < 0 && iov_iter_rw(iter) == WRITE)
1164                 f2fs_write_failed(mapping, offset + count);
1165
1166         trace_f2fs_direct_IO_exit(inode, offset, count, iov_iter_rw(iter), err);
1167
1168         return err;
1169 }
1170
1171 void f2fs_invalidate_page(struct page *page, unsigned int offset,
1172                                                         unsigned int length)
1173 {
1174         struct inode *inode = page->mapping->host;
1175         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1176
1177         if (inode->i_ino >= F2FS_ROOT_INO(sbi) &&
1178                 (offset % PAGE_CACHE_SIZE || length != PAGE_CACHE_SIZE))
1179                 return;
1180
1181         if (PageDirty(page)) {
1182                 if (inode->i_ino == F2FS_META_INO(sbi))
1183                         dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_META);
1184                 else if (inode->i_ino == F2FS_NODE_INO(sbi))
1185                         dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_NODES);
1186                 else
1187                         inode_dec_dirty_pages(inode);
1188         }
1189         ClearPagePrivate(page);
1190 }
1191
1192 int f2fs_release_page(struct page *page, gfp_t wait)
1193 {
1194         /* If this is dirty page, keep PagePrivate */
1195         if (PageDirty(page))
1196                 return 0;
1197
1198         ClearPagePrivate(page);
1199         return 1;
1200 }
1201
1202 static int f2fs_set_data_page_dirty(struct page *page)
1203 {
1204         struct address_space *mapping = page->mapping;
1205         struct inode *inode = mapping->host;
1206
1207         trace_f2fs_set_page_dirty(page, DATA);
1208
1209         SetPageUptodate(page);
1210
1211         if (f2fs_is_atomic_file(inode)) {
1212                 register_inmem_page(inode, page);
1213                 return 1;
1214         }
1215
1216         mark_inode_dirty(inode);
1217
1218         if (!PageDirty(page)) {
1219                 __set_page_dirty_nobuffers(page);
1220                 update_dirty_page(inode, page);
1221                 return 1;
1222         }
1223         return 0;
1224 }
1225
1226 static sector_t f2fs_bmap(struct address_space *mapping, sector_t block)
1227 {
1228         struct inode *inode = mapping->host;
1229
1230         /* we don't need to use inline_data strictly */
1231         if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1232                 int err = f2fs_convert_inline_inode(inode);
1233                 if (err)
1234                         return err;
1235         }
1236         return generic_block_bmap(mapping, block, get_data_block);
1237 }
1238
1239 const struct address_space_operations f2fs_dblock_aops = {
1240         .readpage       = f2fs_read_data_page,
1241         .readpages      = f2fs_read_data_pages,
1242         .writepage      = f2fs_write_data_page,
1243         .writepages     = f2fs_write_data_pages,
1244         .write_begin    = f2fs_write_begin,
1245         .write_end      = f2fs_write_end,
1246         .set_page_dirty = f2fs_set_data_page_dirty,
1247         .invalidatepage = f2fs_invalidate_page,
1248         .releasepage    = f2fs_release_page,
1249         .direct_IO      = f2fs_direct_IO,
1250         .bmap           = f2fs_bmap,
1251 };