fs/f2fs/data.c

   1 /*
   2  * fs/f2fs/data.c
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012 Samsung Electronics Co., Ltd.
   5  *             http://www.samsung.com/
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 #include <linux/fs.h>
  12 #include <linux/f2fs_fs.h>
  13 #include <linux/buffer_head.h>
  14 #include <linux/mpage.h>
  15 #include <linux/aio.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/blkdev.h>
  19 #include <linux/bio.h>
  20 #include <linux/prefetch.h>
  21
  22 #include "f2fs.h"
  23 #include "node.h"
  24 #include "segment.h"
  25 #include "trace.h"
  26 #include <trace/events/f2fs.h>
  27
  28 static struct kmem_cache *extent_tree_slab;
  29 static struct kmem_cache *extent_node_slab;
  30
  31 static void f2fs_read_end_io(struct bio *bio, int err)
  32 {
  33         struct bio_vec *bvec;
  34         int i;
  35
  36         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
  37                 struct page *page = bvec->bv_page;
  38
  39                 if (!err) {
  40                         SetPageUptodate(page);
  41                 } else {
  42                         ClearPageUptodate(page);
  43                         SetPageError(page);
  44                 }
  45                 unlock_page(page);
  46         }
  47         bio_put(bio);
  48 }
  49
  50 static void f2fs_write_end_io(struct bio *bio, int err)
  51 {
  52         struct f2fs_sb_info *sbi = bio->bi_private;
  53         struct bio_vec *bvec;
  54         int i;
  55
  56         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
  57                 struct page *page = bvec->bv_page;
  58
  59                 if (unlikely(err)) {
  60                         set_page_dirty(page);
  61                         set_bit(AS_EIO, &page->mapping->flags);
  62                         f2fs_stop_checkpoint(sbi);
  63                 }
  64                 end_page_writeback(page);
  65                 dec_page_count(sbi, F2FS_WRITEBACK);
  66         }
  67
  68         if (!get_pages(sbi, F2FS_WRITEBACK) &&
  69                         !list_empty(&sbi->cp_wait.task_list))
  70                 wake_up(&sbi->cp_wait);
  71
  72         bio_put(bio);
  73 }
  74
  75 /*
  76  * Low-level block read/write IO operations.
  77  */
  78 static struct bio *__bio_alloc(struct f2fs_sb_info *sbi, block_t blk_addr,
  79                                 int npages, bool is_read)
  80 {
  81         struct bio *bio;
  82
  83         /* No failure on bio allocation */
  84         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, npages);
  85
  86         bio->bi_bdev = sbi->sb->s_bdev;
  87         bio->bi_iter.bi_sector = SECTOR_FROM_BLOCK(blk_addr);
  88         bio->bi_end_io = is_read ? f2fs_read_end_io : f2fs_write_end_io;
  89         bio->bi_private = sbi;
  90
  91         return bio;
  92 }
  93
  94 static void __submit_merged_bio(struct f2fs_bio_info *io)
  95 {
  96         struct f2fs_io_info *fio = &io->fio;
  97
  98         if (!io->bio)
  99                 return;
 100
 101         if (is_read_io(fio->rw))
 102                 trace_f2fs_submit_read_bio(io->sbi->sb, fio, io->bio);
 103         else
 104                 trace_f2fs_submit_write_bio(io->sbi->sb, fio, io->bio);
 105
 106         submit_bio(fio->rw, io->bio);
 107         io->bio = NULL;
 108 }
 109
 110 void f2fs_submit_merged_bio(struct f2fs_sb_info *sbi,
 111                                 enum page_type type, int rw)
 112 {
 113         enum page_type btype = PAGE_TYPE_OF_BIO(type);
 114         struct f2fs_bio_info *io;
 115
 116         io = is_read_io(rw) ? &sbi->read_io : &sbi->write_io[btype];
 117
 118         down_write(&io->io_rwsem);
 119
 120         /* change META to META_FLUSH in the checkpoint procedure */
 121         if (type >= META_FLUSH) {
 122                 io->fio.type = META_FLUSH;
 123                 if (test_opt(sbi, NOBARRIER))
 124                         io->fio.rw = WRITE_FLUSH | REQ_META | REQ_PRIO;
 125                 else
 126                         io->fio.rw = WRITE_FLUSH_FUA | REQ_META | REQ_PRIO;
 127         }
 128         __submit_merged_bio(io);
 129         up_write(&io->io_rwsem);
 130 }
 131
 132 /*
 133  * Fill the locked page with data located in the block address.
 134  * Return unlocked page.
 135  */
 136 int f2fs_submit_page_bio(struct f2fs_sb_info *sbi, struct page *page,
 137                                         struct f2fs_io_info *fio)
 138 {
 139         struct bio *bio;
 140
 141         trace_f2fs_submit_page_bio(page, fio);
 142         f2fs_trace_ios(page, fio, 0);
 143
 144         /* Allocate a new bio */
 145         bio = __bio_alloc(sbi, fio->blk_addr, 1, is_read_io(fio->rw));
 146
 147         if (bio_add_page(bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0) < PAGE_CACHE_SIZE) {
 148                 bio_put(bio);
 149                 f2fs_put_page(page, 1);
 150                 return -EFAULT;
 151         }
 152
 153         submit_bio(fio->rw, bio);
 154         return 0;
 155 }
 156
 157 void f2fs_submit_page_mbio(struct f2fs_sb_info *sbi, struct page *page,
 158                                         struct f2fs_io_info *fio)
 159 {
 160         enum page_type btype = PAGE_TYPE_OF_BIO(fio->type);
 161         struct f2fs_bio_info *io;
 162         bool is_read = is_read_io(fio->rw);
 163
 164         io = is_read ? &sbi->read_io : &sbi->write_io[btype];
 165
 166         verify_block_addr(sbi, fio->blk_addr);
 167
 168         down_write(&io->io_rwsem);
 169
 170         if (!is_read)
 171                 inc_page_count(sbi, F2FS_WRITEBACK);
 172
 173         if (io->bio && (io->last_block_in_bio != fio->blk_addr - 1 ||
 174                                                 io->fio.rw != fio->rw))
 175                 __submit_merged_bio(io);
 176 alloc_new:
 177         if (io->bio == NULL) {
 178                 int bio_blocks = MAX_BIO_BLOCKS(sbi);
 179
 180                 io->bio = __bio_alloc(sbi, fio->blk_addr, bio_blocks, is_read);
 181                 io->fio = *fio;
 182         }
 183
 184         if (bio_add_page(io->bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0) <
 185                                                         PAGE_CACHE_SIZE) {
 186                 __submit_merged_bio(io);
 187                 goto alloc_new;
 188         }
 189
 190         io->last_block_in_bio = fio->blk_addr;
 191         f2fs_trace_ios(page, fio, 0);
 192
 193         up_write(&io->io_rwsem);
 194         trace_f2fs_submit_page_mbio(page, fio);
 195 }
 196
 197 /*
 198  * Lock ordering for the change of data block address:
 199  * ->data_page
 200  *  ->node_page
 201  *    update block addresses in the node page
 202  */
 203 static void __set_data_blkaddr(struct dnode_of_data *dn)
 204 {
 205         struct f2fs_node *rn;
 206         __le32 *addr_array;
 207         struct page *node_page = dn->node_page;
 208         unsigned int ofs_in_node = dn->ofs_in_node;
 209
 210         f2fs_wait_on_page_writeback(node_page, NODE);
 211
 212         rn = F2FS_NODE(node_page);
 213
 214         /* Get physical address of data block */
 215         addr_array = blkaddr_in_node(rn);
 216         addr_array[ofs_in_node] = cpu_to_le32(dn->data_blkaddr);
 217         set_page_dirty(node_page);
 218 }
 219
 220 int reserve_new_block(struct dnode_of_data *dn)
 221 {
 222         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(dn->inode);
 223
 224         if (unlikely(is_inode_flag_set(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_ALLOC)))
 225                 return -EPERM;
 226         if (unlikely(!inc_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1)))
 227                 return -ENOSPC;
 228
 229         trace_f2fs_reserve_new_block(dn->inode, dn->nid, dn->ofs_in_node);
 230
 231         dn->data_blkaddr = NEW_ADDR;
 232         __set_data_blkaddr(dn);
 233         mark_inode_dirty(dn->inode);
 234         sync_inode_page(dn);
 235         return 0;
 236 }
 237
 238 int f2fs_reserve_block(struct dnode_of_data *dn, pgoff_t index)
 239 {
 240         bool need_put = dn->inode_page ? false : true;
 241         int err;
 242
 243         err = get_dnode_of_data(dn, index, ALLOC_NODE);
 244         if (err)
 245                 return err;
 246
 247         if (dn->data_blkaddr == NULL_ADDR)
 248                 err = reserve_new_block(dn);
 249         if (err || need_put)
 250                 f2fs_put_dnode(dn);
 251         return err;
 252 }
 253
 254 static void f2fs_map_bh(struct super_block *sb, pgoff_t pgofs,
 255                         struct extent_info *ei, struct buffer_head *bh_result)
 256 {
 257         unsigned int blkbits = sb->s_blocksize_bits;
 258         size_t count;
 259
 260         set_buffer_new(bh_result);
 261         map_bh(bh_result, sb, ei->blk + pgofs - ei->fofs);
 262         count = ei->fofs + ei->len - pgofs;
 263         if (count < (UINT_MAX >> blkbits))
 264                 bh_result->b_size = (count << blkbits);
 265         else
 266                 bh_result->b_size = UINT_MAX;
 267 }
 268
 269 static bool lookup_extent_info(struct inode *inode, pgoff_t pgofs,
 270                                                         struct extent_info *ei)
 271 {
 272         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
 273         pgoff_t start_fofs, end_fofs;
 274         block_t start_blkaddr;
 275
 276         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 277                 return false;
 278
 279         read_lock(&fi->ext_lock);
 280         if (fi->ext.len == 0) {
 281                 read_unlock(&fi->ext_lock);
 282                 return false;
 283         }
 284
 285         stat_inc_total_hit(inode->i_sb);
 286
 287         start_fofs = fi->ext.fofs;
 288         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 289         start_blkaddr = fi->ext.blk;
 290
 291         if (pgofs >= start_fofs && pgofs <= end_fofs) {
 292                 *ei = fi->ext;
 293                 stat_inc_read_hit(inode->i_sb);
 294                 read_unlock(&fi->ext_lock);
 295                 return true;
 296         }
 297         read_unlock(&fi->ext_lock);
 298         return false;
 299 }
 300
 301 static bool update_extent_info(struct inode *inode, pgoff_t fofs,
 302                                                                 block_t blkaddr)
 303 {
 304         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
 305         pgoff_t start_fofs, end_fofs;
 306         block_t start_blkaddr, end_blkaddr;
 307         int need_update = true;
 308
 309         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 310                 return false;
 311
 312         write_lock(&fi->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;
 317         end_blkaddr = fi->ext.blk + 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 (blkaddr != NULL_ADDR) {
 326                         fi->ext.fofs = fofs;
 327                         fi->ext.blk = blkaddr;
 328                         fi->ext.len = 1;
 329                 }
 330                 goto end_update;
 331         }
 332
 333         /* Front merge */
 334         if (fofs == start_fofs - 1 && blkaddr == start_blkaddr - 1) {
 335                 fi->ext.fofs--;
 336                 fi->ext.blk--;
 337                 fi->ext.len++;
 338                 goto end_update;
 339         }
 340
 341         /* Back merge */
 342         if (fofs == end_fofs + 1 && 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 = start_blkaddr + fofs - start_fofs + 1;
 355                         fi->ext.len -= fofs - start_fofs + 1;
 356                 }
 357         } else {
 358                 need_update = false;
 359         }
 360
 361         /* Finally, if the extent is very fragmented, let's drop the cache. */
 362         if (fi->ext.len < F2FS_MIN_EXTENT_LEN) {
 363                 fi->ext.len = 0;
 364                 set_inode_flag(fi, FI_NO_EXTENT);
 365                 need_update = true;
 366         }
 367 end_update:
 368         write_unlock(&fi->ext_lock);
 369         return need_update;
 370 }
 371
 372 static struct extent_node *__attach_extent_node(struct f2fs_sb_info *sbi,
 373                                 struct extent_tree *et, struct extent_info *ei,
 374                                 struct rb_node *parent, struct rb_node **p)
 375 {
 376         struct extent_node *en;
 377
 378         en = kmem_cache_alloc(extent_node_slab, GFP_ATOMIC);
 379         if (!en)
 380                 return NULL;
 381
 382         en->ei = *ei;
 383         INIT_LIST_HEAD(&en->list);
 384
 385         rb_link_node(&en->rb_node, parent, p);
 386         rb_insert_color(&en->rb_node, &et->root);
 387         et->count++;
 388         atomic_inc(&sbi->total_ext_node);
 389         return en;
 390 }
 391
 392 static void __detach_extent_node(struct f2fs_sb_info *sbi,
 393                                 struct extent_tree *et, struct extent_node *en)
 394 {
 395         rb_erase(&en->rb_node, &et->root);
 396         et->count--;
 397         atomic_dec(&sbi->total_ext_node);
 398
 399         if (et->cached_en == en)
 400                 et->cached_en = NULL;
 401 }
 402
 403 static struct extent_node *__lookup_extent_tree(struct extent_tree *et,
 404                                                         unsigned int fofs)
 405 {
 406         struct rb_node *node = et->root.rb_node;
 407         struct extent_node *en;
 408
 409         if (et->cached_en) {
 410                 struct extent_info *cei = &et->cached_en->ei;
 411
 412                 if (cei->fofs <= fofs && cei->fofs + cei->len > fofs)
 413                         return et->cached_en;
 414         }
 415
 416         while (node) {
 417                 en = rb_entry(node, struct extent_node, rb_node);
 418
 419                 if (fofs < en->ei.fofs) {
 420                         node = node->rb_left;
 421                 } else if (fofs >= en->ei.fofs + en->ei.len) {
 422                         node = node->rb_right;
 423                 } else {
 424                         et->cached_en = en;
 425                         return en;
 426                 }
 427         }
 428         return NULL;
 429 }
 430
 431 static struct extent_node *__try_back_merge(struct f2fs_sb_info *sbi,
 432                                 struct extent_tree *et, struct extent_node *en)
 433 {
 434         struct extent_node *prev;
 435         struct rb_node *node;
 436
 437         node = rb_prev(&en->rb_node);
 438         if (!node)
 439                 return NULL;
 440
 441         prev = rb_entry(node, struct extent_node, rb_node);
 442         if (__is_back_mergeable(&en->ei, &prev->ei)) {
 443                 en->ei.fofs = prev->ei.fofs;
 444                 en->ei.blk = prev->ei.blk;
 445                 en->ei.len += prev->ei.len;
 446                 __detach_extent_node(sbi, et, prev);
 447                 return prev;
 448         }
 449         return NULL;
 450 }
 451
 452 static struct extent_node *__try_front_merge(struct f2fs_sb_info *sbi,
 453                                 struct extent_tree *et, struct extent_node *en)
 454 {
 455         struct extent_node *next;
 456         struct rb_node *node;
 457
 458         node = rb_next(&en->rb_node);
 459         if (!node)
 460                 return NULL;
 461
 462         next = rb_entry(node, struct extent_node, rb_node);
 463         if (__is_front_mergeable(&en->ei, &next->ei)) {
 464                 en->ei.len += next->ei.len;
 465                 __detach_extent_node(sbi, et, next);
 466                 return next;
 467         }
 468         return NULL;
 469 }
 470
 471 static struct extent_node *__insert_extent_tree(struct f2fs_sb_info *sbi,
 472                                 struct extent_tree *et, struct extent_info *ei,
 473                                 struct extent_node **den)
 474 {
 475         struct rb_node **p = &et->root.rb_node;
 476         struct rb_node *parent = NULL;
 477         struct extent_node *en;
 478
 479         while (*p) {
 480                 parent = *p;
 481                 en = rb_entry(parent, struct extent_node, rb_node);
 482
 483                 if (ei->fofs < en->ei.fofs) {
 484                         if (__is_front_mergeable(ei, &en->ei)) {
 485                                 f2fs_bug_on(sbi, !den);
 486                                 en->ei.fofs = ei->fofs;
 487                                 en->ei.blk = ei->blk;
 488                                 en->ei.len += ei->len;
 489                                 *den = __try_back_merge(sbi, et, en);
 490                                 return en;
 491                         }
 492                         p = &(*p)->rb_left;
 493                 } else if (ei->fofs >= en->ei.fofs + en->ei.len) {
 494                         if (__is_back_mergeable(ei, &en->ei)) {
 495                                 f2fs_bug_on(sbi, !den);
 496                                 en->ei.len += ei->len;
 497                                 *den = __try_front_merge(sbi, et, en);
 498                                 return en;
 499                         }
 500                         p = &(*p)->rb_right;
 501                 } else {
 502                         f2fs_bug_on(sbi, 1);
 503                 }
 504         }
 505
 506         return __attach_extent_node(sbi, et, ei, parent, p);
 507 }
 508
 509 static unsigned int __free_extent_tree(struct f2fs_sb_info *sbi,
 510                                         struct extent_tree *et, bool free_all)
 511 {
 512         struct rb_node *node, *next;
 513         struct extent_node *en;
 514         unsigned int count = et->count;
 515
 516         node = rb_first(&et->root);
 517         while (node) {
 518                 next = rb_next(node);
 519                 en = rb_entry(node, struct extent_node, rb_node);
 520
 521                 if (free_all) {
 522                         spin_lock(&sbi->extent_lock);
 523                         if (!list_empty(&en->list))
 524                                 list_del_init(&en->list);
 525                         spin_unlock(&sbi->extent_lock);
 526                 }
 527
 528                 if (free_all || list_empty(&en->list)) {
 529                         __detach_extent_node(sbi, et, en);
 530                         kmem_cache_free(extent_node_slab, en);
 531                 }
 532                 node = next;
 533         }
 534
 535         return count - et->count;
 536 }
 537
 538 static bool f2fs_lookup_extent_tree(struct inode *inode, pgoff_t pgofs,
 539                                                         struct extent_info *ei)
 540 {
 541         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 542         struct extent_tree *et;
 543         struct extent_node *en;
 544
 545         if (is_inode_flag_set(F2FS_I(inode), FI_NO_EXTENT))
 546                 return false;
 547
 548         trace_f2fs_lookup_extent_tree_start(inode, pgofs);
 549
 550         down_read(&sbi->extent_tree_lock);
 551         et = radix_tree_lookup(&sbi->extent_tree_root, inode->i_ino);
 552         if (!et) {
 553                 up_read(&sbi->extent_tree_lock);
 554                 return false;
 555         }
 556         atomic_inc(&et->refcount);
 557         up_read(&sbi->extent_tree_lock);
 558
 559         read_lock(&et->lock);
 560         en = __lookup_extent_tree(et, pgofs);
 561         if (en) {
 562                 *ei = en->ei;
 563                 spin_lock(&sbi->extent_lock);
 564                 if (!list_empty(&en->list))
 565                         list_move_tail(&en->list, &sbi->extent_list);
 566                 spin_unlock(&sbi->extent_lock);
 567                 stat_inc_read_hit(sbi->sb);
 568         }
 569         stat_inc_total_hit(sbi->sb);
 570         read_unlock(&et->lock);
 571
 572         trace_f2fs_lookup_extent_tree_end(inode, pgofs, en);
 573
 574         atomic_dec(&et->refcount);
 575         return en ? true : false;
 576 }
 577
 578 static void f2fs_update_extent_tree(struct inode *inode, pgoff_t fofs,
 579                                                         block_t blkaddr)
 580 {
 581         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 582         nid_t ino = inode->i_ino;
 583         struct extent_tree *et;
 584         struct extent_node *en = NULL, *en1 = NULL, *en2 = NULL, *en3 = NULL;
 585         struct extent_node *den = NULL;
 586         struct extent_info ei, dei;
 587         unsigned int endofs;
 588
 589         if (is_inode_flag_set(F2FS_I(inode), FI_NO_EXTENT))
 590                 return;
 591
 592         trace_f2fs_update_extent_tree(inode, fofs, blkaddr);
 593
 594         down_write(&sbi->extent_tree_lock);
 595         et = radix_tree_lookup(&sbi->extent_tree_root, ino);
 596         if (!et) {
 597                 et = f2fs_kmem_cache_alloc(extent_tree_slab, GFP_NOFS);
 598                 f2fs_radix_tree_insert(&sbi->extent_tree_root, ino, et);
 599                 memset(et, 0, sizeof(struct extent_tree));
 600                 et->ino = ino;
 601                 et->root = RB_ROOT;
 602                 et->cached_en = NULL;
 603                 rwlock_init(&et->lock);
 604                 atomic_set(&et->refcount, 0);
 605                 et->count = 0;
 606                 sbi->total_ext_tree++;
 607         }
 608         atomic_inc(&et->refcount);
 609         up_write(&sbi->extent_tree_lock);
 610
 611         write_lock(&et->lock);
 612
 613         /* 1. lookup and remove existing extent info in cache */
 614         en = __lookup_extent_tree(et, fofs);
 615         if (!en)
 616                 goto update_extent;
 617
 618         dei = en->ei;
 619         __detach_extent_node(sbi, et, en);
 620
 621         /* 2. if extent can be split more, split and insert the left part */
 622         if (dei.len > 1) {
 623                 /*  insert left part of split extent into cache */
 624                 if (fofs - dei.fofs >= F2FS_MIN_EXTENT_LEN) {
 625                         set_extent_info(&ei, dei.fofs, dei.blk,
 626                                                         fofs - dei.fofs);
 627                         en1 = __insert_extent_tree(sbi, et, &ei, NULL);
 628                 }
 629
 630                 /* insert right part of split extent into cache */
 631                 endofs = dei.fofs + dei.len - 1;
 632                 if (endofs - fofs >= F2FS_MIN_EXTENT_LEN) {
 633                         set_extent_info(&ei, fofs + 1,
 634                                 fofs - dei.fofs + dei.blk, endofs - fofs);
 635                         en2 = __insert_extent_tree(sbi, et, &ei, NULL);
 636                 }
 637         }
 638
 639 update_extent:
 640         /* 3. update extent in extent cache */
 641         if (blkaddr) {
 642                 set_extent_info(&ei, fofs, blkaddr, 1);
 643                 en3 = __insert_extent_tree(sbi, et, &ei, &den);
 644         }
 645
 646         /* 4. update in global extent list */
 647         spin_lock(&sbi->extent_lock);
 648         if (en && !list_empty(&en->list))
 649                 list_del(&en->list);
 650         /*
 651          * en1 and en2 split from en, they will become more and more smaller
 652          * fragments after splitting several times. So if the length is smaller
 653          * than F2FS_MIN_EXTENT_LEN, we will not add them into extent tree.
 654          */
 655         if (en1)
 656                 list_add_tail(&en1->list, &sbi->extent_list);
 657         if (en2)
 658                 list_add_tail(&en2->list, &sbi->extent_list);
 659         if (en3) {
 660                 if (list_empty(&en3->list))
 661                         list_add_tail(&en3->list, &sbi->extent_list);
 662                 else
 663                         list_move_tail(&en3->list, &sbi->extent_list);
 664         }
 665         if (den && !list_empty(&den->list))
 666                 list_del(&den->list);
 667         spin_unlock(&sbi->extent_lock);
 668
 669         /* 5. release extent node */
 670         if (en)
 671                 kmem_cache_free(extent_node_slab, en);
 672         if (den)
 673                 kmem_cache_free(extent_node_slab, den);
 674
 675         write_unlock(&et->lock);
 676         atomic_dec(&et->refcount);
 677 }
 678
 679 void f2fs_shrink_extent_tree(struct f2fs_sb_info *sbi, int nr_shrink)
 680 {
 681         struct extent_tree *treevec[EXT_TREE_VEC_SIZE];
 682         struct extent_node *en, *tmp;
 683         unsigned long ino = F2FS_ROOT_INO(sbi);
 684         struct radix_tree_iter iter;
 685         void **slot;
 686         unsigned int found;
 687         unsigned int node_cnt = 0, tree_cnt = 0;
 688
 689         if (!test_opt(sbi, EXTENT_CACHE))
 690                 return;
 691
 692         if (available_free_memory(sbi, EXTENT_CACHE))
 693                 return;
 694
 695         spin_lock(&sbi->extent_lock);
 696         list_for_each_entry_safe(en, tmp, &sbi->extent_list, list) {
 697                 if (!nr_shrink--)
 698                         break;
 699                 list_del_init(&en->list);
 700         }
 701         spin_unlock(&sbi->extent_lock);
 702
 703         down_read(&sbi->extent_tree_lock);
 704         while ((found = radix_tree_gang_lookup(&sbi->extent_tree_root,
 705                                 (void **)treevec, ino, EXT_TREE_VEC_SIZE))) {
 706                 unsigned i;
 707
 708                 ino = treevec[found - 1]->ino + 1;
 709                 for (i = 0; i < found; i++) {
 710                         struct extent_tree *et = treevec[i];
 711
 712                         atomic_inc(&et->refcount);
 713                         write_lock(&et->lock);
 714                         node_cnt += __free_extent_tree(sbi, et, false);
 715                         write_unlock(&et->lock);
 716                         atomic_dec(&et->refcount);
 717                 }
 718         }
 719         up_read(&sbi->extent_tree_lock);
 720
 721         down_write(&sbi->extent_tree_lock);
 722         radix_tree_for_each_slot(slot, &sbi->extent_tree_root, &iter,
 723                                                         F2FS_ROOT_INO(sbi)) {
 724                 struct extent_tree *et = (struct extent_tree *)*slot;
 725
 726                 if (!atomic_read(&et->refcount) && !et->count) {
 727                         radix_tree_delete(&sbi->extent_tree_root, et->ino);
 728                         kmem_cache_free(extent_tree_slab, et);
 729                         sbi->total_ext_tree--;
 730                         tree_cnt++;
 731                 }
 732         }
 733         up_write(&sbi->extent_tree_lock);
 734
 735         trace_f2fs_shrink_extent_tree(sbi, node_cnt, tree_cnt);
 736 }
 737
 738 void f2fs_destroy_extent_tree(struct inode *inode)
 739 {
 740         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 741         struct extent_tree *et;
 742         unsigned int node_cnt = 0;
 743
 744         if (!test_opt(sbi, EXTENT_CACHE))
 745                 return;
 746
 747         down_read(&sbi->extent_tree_lock);
 748         et = radix_tree_lookup(&sbi->extent_tree_root, inode->i_ino);
 749         if (!et) {
 750                 up_read(&sbi->extent_tree_lock);
 751                 goto out;
 752         }
 753         atomic_inc(&et->refcount);
 754         up_read(&sbi->extent_tree_lock);
 755
 756         /* free all extent info belong to this extent tree */
 757         write_lock(&et->lock);
 758         node_cnt = __free_extent_tree(sbi, et, true);
 759         write_unlock(&et->lock);
 760
 761         atomic_dec(&et->refcount);
 762
 763         /* try to find and delete extent tree entry in radix tree */
 764         down_write(&sbi->extent_tree_lock);
 765         et = radix_tree_lookup(&sbi->extent_tree_root, inode->i_ino);
 766         if (!et) {
 767                 up_write(&sbi->extent_tree_lock);
 768                 goto out;
 769         }
 770         f2fs_bug_on(sbi, atomic_read(&et->refcount) || et->count);
 771         radix_tree_delete(&sbi->extent_tree_root, inode->i_ino);
 772         kmem_cache_free(extent_tree_slab, et);
 773         sbi->total_ext_tree--;
 774         up_write(&sbi->extent_tree_lock);
 775 out:
 776         trace_f2fs_destroy_extent_tree(inode, node_cnt);
 777         return;
 778 }
 779
 780 static bool f2fs_lookup_extent_cache(struct inode *inode, pgoff_t pgofs,
 781                                                         struct extent_info *ei)
 782 {
 783         if (test_opt(F2FS_I_SB(inode), EXTENT_CACHE))
 784                 return f2fs_lookup_extent_tree(inode, pgofs, ei);
 785
 786         return lookup_extent_info(inode, pgofs, ei);
 787 }
 788
 789 void f2fs_update_extent_cache(struct dnode_of_data *dn)
 790 {
 791         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(dn->inode);
 792         pgoff_t fofs;
 793
 794         f2fs_bug_on(F2FS_I_SB(dn->inode), dn->data_blkaddr == NEW_ADDR);
 795
 796         /* Update the page address in the parent node */
 797         __set_data_blkaddr(dn);
 798
 799         fofs = start_bidx_of_node(ofs_of_node(dn->node_page), fi) +
 800                                                         dn->ofs_in_node;
 801
 802         if (test_opt(F2FS_I_SB(dn->inode), EXTENT_CACHE))
 803                 return f2fs_update_extent_tree(dn->inode, fofs,
 804                                                         dn->data_blkaddr);
 805
 806         if (update_extent_info(dn->inode, fofs, dn->data_blkaddr))
 807                 sync_inode_page(dn);
 808 }
 809
 810 struct page *find_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index, bool sync)
 811 {
 812         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 813         struct dnode_of_data dn;
 814         struct page *page;
 815         int err;
 816         struct f2fs_io_info fio = {
 817                 .type = DATA,
 818                 .rw = sync ? READ_SYNC : READA,
 819         };
 820
 821         page = find_get_page(mapping, index);
 822         if (page && PageUptodate(page))
 823                 return page;
 824         f2fs_put_page(page, 0);
 825
 826         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 827         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 828         if (err)
 829                 return ERR_PTR(err);
 830         f2fs_put_dnode(&dn);
 831
 832         if (dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)
 833                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 834
 835         /* By fallocate(), there is no cached page, but with NEW_ADDR */
 836         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NEW_ADDR))
 837                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 838
 839         page = grab_cache_page(mapping, index);
 840         if (!page)
 841                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 842
 843         if (PageUptodate(page)) {
 844                 unlock_page(page);
 845                 return page;
 846         }
 847
 848         fio.blk_addr = dn.data_blkaddr;
 849         err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, &fio);
 850         if (err)
 851                 return ERR_PTR(err);
 852
 853         if (sync) {
 854                 wait_on_page_locked(page);
 855                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 856                         f2fs_put_page(page, 0);
 857                         return ERR_PTR(-EIO);
 858                 }
 859         }
 860         return page;
 861 }
 862
 863 /*
 864  * If it tries to access a hole, return an error.
 865  * Because, the callers, functions in dir.c and GC, should be able to know
 866  * whether this page exists or not.
 867  */
 868 struct page *get_lock_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index)
 869 {
 870         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 871         struct dnode_of_data dn;
 872         struct page *page;
 873         int err;
 874         struct f2fs_io_info fio = {
 875                 .type = DATA,
 876                 .rw = READ_SYNC,
 877         };
 878 repeat:
 879         page = grab_cache_page(mapping, index);
 880         if (!page)
 881                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 882
 883         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 884         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 885         if (err) {
 886                 f2fs_put_page(page, 1);
 887                 return ERR_PTR(err);
 888         }
 889         f2fs_put_dnode(&dn);
 890
 891         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)) {
 892                 f2fs_put_page(page, 1);
 893                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 894         }
 895
 896         if (PageUptodate(page))
 897                 return page;
 898
 899         /*
 900          * A new dentry page is allocated but not able to be written, since its
 901          * new inode page couldn't be allocated due to -ENOSPC.
 902          * In such the case, its blkaddr can be remained as NEW_ADDR.
 903          * see, f2fs_add_link -> get_new_data_page -> init_inode_metadata.
 904          */
 905         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 906                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 907                 SetPageUptodate(page);
 908                 return page;
 909         }
 910
 911         fio.blk_addr = dn.data_blkaddr;
 912         err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, &fio);
 913         if (err)
 914                 return ERR_PTR(err);
 915
 916         lock_page(page);
 917         if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 918                 f2fs_put_page(page, 1);
 919                 return ERR_PTR(-EIO);
 920         }
 921         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 922                 f2fs_put_page(page, 1);
 923                 goto repeat;
 924         }
 925         return page;
 926 }
 927
 928 /*
 929  * Caller ensures that this data page is never allocated.
 930  * A new zero-filled data page is allocated in the page cache.
 931  *
 932  * Also, caller should grab and release a rwsem by calling f2fs_lock_op() and
 933  * f2fs_unlock_op().
 934  * Note that, ipage is set only by make_empty_dir.
 935  */
 936 struct page *get_new_data_page(struct inode *inode,
 937                 struct page *ipage, pgoff_t index, bool new_i_size)
 938 {
 939         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 940         struct page *page;
 941         struct dnode_of_data dn;
 942         int err;
 943
 944         set_new_dnode(&dn, inode, ipage, NULL, 0);
 945         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
 946         if (err)
 947                 return ERR_PTR(err);
 948 repeat:
 949         page = grab_cache_page(mapping, index);
 950         if (!page) {
 951                 err = -ENOMEM;
 952                 goto put_err;
 953         }
 954
 955         if (PageUptodate(page))
 956                 return page;
 957
 958         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 959                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 960                 SetPageUptodate(page);
 961         } else {
 962                 struct f2fs_io_info fio = {
 963                         .type = DATA,
 964                         .rw = READ_SYNC,
 965                         .blk_addr = dn.data_blkaddr,
 966                 };
 967                 err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, &fio);
 968                 if (err)
 969                         goto put_err;
 970
 971                 lock_page(page);
 972                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 973                         f2fs_put_page(page, 1);
 974                         err = -EIO;
 975                         goto put_err;
 976                 }
 977                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 978                         f2fs_put_page(page, 1);
 979                         goto repeat;
 980                 }
 981         }
 982
 983         if (new_i_size &&
 984                 i_size_read(inode) < ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT)) {
 985                 i_size_write(inode, ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT));
 986                 /* Only the directory inode sets new_i_size */
 987                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_DIR);
 988         }
 989         return page;
 990
 991 put_err:
 992         f2fs_put_dnode(&dn);
 993         return ERR_PTR(err);
 994 }
 995
 996 static int __allocate_data_block(struct dnode_of_data *dn)
 997 {
 998         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(dn->inode);
 999         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(dn->inode);
1000         struct f2fs_summary sum;
1001         struct node_info ni;
1002         int seg = CURSEG_WARM_DATA;
1003         pgoff_t fofs;
1004
1005         if (unlikely(is_inode_flag_set(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_ALLOC)))
1006                 return -EPERM;
1007         if (unlikely(!inc_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1)))
1008                 return -ENOSPC;
1009
1010         get_node_info(sbi, dn->nid, &ni);
1011         set_summary(&sum, dn->nid, dn->ofs_in_node, ni.version);
1012
1013         if (dn->ofs_in_node == 0 && dn->inode_page == dn->node_page)
1014                 seg = CURSEG_DIRECT_IO;
1015
1016         allocate_data_block(sbi, NULL, NULL_ADDR, &dn->data_blkaddr, &sum, seg);
1017
1018         /* direct IO doesn't use extent cache to maximize the performance */
1019         __set_data_blkaddr(dn);
1020
1021         /* update i_size */
1022         fofs = start_bidx_of_node(ofs_of_node(dn->node_page), fi) +
1023                                                         dn->ofs_in_node;
1024         if (i_size_read(dn->inode) < ((fofs + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT))
1025                 i_size_write(dn->inode, ((fofs + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT));
1026
1027         return 0;
1028 }
1029
1030 static void __allocate_data_blocks(struct inode *inode, loff_t offset,
1031                                                         size_t count)
1032 {
1033         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1034         struct dnode_of_data dn;
1035         u64 start = F2FS_BYTES_TO_BLK(offset);
1036         u64 len = F2FS_BYTES_TO_BLK(count);
1037         bool allocated;
1038         u64 end_offset;
1039
1040         while (len) {
1041                 f2fs_balance_fs(sbi);
1042                 f2fs_lock_op(sbi);
1043
1044                 /* When reading holes, we need its node page */
1045                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
1046                 if (get_dnode_of_data(&dn, start, ALLOC_NODE))
1047                         goto out;
1048
1049                 allocated = false;
1050                 end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
1051
1052                 while (dn.ofs_in_node < end_offset && len) {
1053                         if (dn.data_blkaddr == NULL_ADDR) {
1054                                 if (__allocate_data_block(&dn))
1055                                         goto sync_out;
1056                                 allocated = true;
1057                         }
1058                         len--;
1059                         start++;
1060                         dn.ofs_in_node++;
1061                 }
1062
1063                 if (allocated)
1064                         sync_inode_page(&dn);
1065
1066                 f2fs_put_dnode(&dn);
1067                 f2fs_unlock_op(sbi);
1068         }
1069         return;
1070
1071 sync_out:
1072         if (allocated)
1073                 sync_inode_page(&dn);
1074         f2fs_put_dnode(&dn);
1075 out:
1076         f2fs_unlock_op(sbi);
1077         return;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * get_data_block() now supported readahead/bmap/rw direct_IO with mapped bh.
1082  * If original data blocks are allocated, then give them to blockdev.
1083  * Otherwise,
1084  *     a. preallocate requested block addresses
1085  *     b. do not use extent cache for better performance
1086  *     c. give the block addresses to blockdev
1087  */
1088 static int __get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
1089                         struct buffer_head *bh_result, int create, bool fiemap)
1090 {
1091         unsigned int blkbits = inode->i_sb->s_blocksize_bits;
1092         unsigned maxblocks = bh_result->b_size >> blkbits;
1093         struct dnode_of_data dn;
1094         int mode = create ? ALLOC_NODE : LOOKUP_NODE_RA;
1095         pgoff_t pgofs, end_offset;
1096         int err = 0, ofs = 1;
1097         struct extent_info ei;
1098         bool allocated = false;
1099
1100         /* Get the page offset from the block offset(iblock) */
1101         pgofs = (pgoff_t)(iblock >> (PAGE_CACHE_SHIFT - blkbits));
1102
1103         if (f2fs_lookup_extent_cache(inode, pgofs, &ei)) {
1104                 f2fs_map_bh(inode->i_sb, pgofs, &ei, bh_result);
1105                 goto out;
1106         }
1107
1108         if (create)
1109                 f2fs_lock_op(F2FS_I_SB(inode));
1110
1111         /* When reading holes, we need its node page */
1112         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
1113         err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
1114         if (err) {
1115                 if (err == -ENOENT)
1116                         err = 0;
1117                 goto unlock_out;
1118         }
1119         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR && !fiemap)
1120                 goto put_out;
1121
1122         if (dn.data_blkaddr != NULL_ADDR) {
1123                 set_buffer_new(bh_result);
1124                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
1125         } else if (create) {
1126                 err = __allocate_data_block(&dn);
1127                 if (err)
1128                         goto put_out;
1129                 allocated = true;
1130                 set_buffer_new(bh_result);
1131                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
1132         } else {
1133                 goto put_out;
1134         }
1135
1136         end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
1137         bh_result->b_size = (((size_t)1) << blkbits);
1138         dn.ofs_in_node++;
1139         pgofs++;
1140
1141 get_next:
1142         if (dn.ofs_in_node >= end_offset) {
1143                 if (allocated)
1144                         sync_inode_page(&dn);
1145                 allocated = false;
1146                 f2fs_put_dnode(&dn);
1147
1148                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
1149                 err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
1150                 if (err) {
1151                         if (err == -ENOENT)
1152                                 err = 0;
1153                         goto unlock_out;
1154                 }
1155                 if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR && !fiemap)
1156                         goto put_out;
1157
1158                 end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
1159         }
1160
1161         if (maxblocks > (bh_result->b_size >> blkbits)) {
1162                 block_t blkaddr = datablock_addr(dn.node_page, dn.ofs_in_node);
1163                 if (blkaddr == NULL_ADDR && create) {
1164                         err = __allocate_data_block(&dn);
1165                         if (err)
1166                                 goto sync_out;
1167                         allocated = true;
1168                         blkaddr = dn.data_blkaddr;
1169                 }
1170                 /* Give more consecutive addresses for the readahead */
1171                 if (blkaddr == (bh_result->b_blocknr + ofs)) {
1172                         ofs++;
1173                         dn.ofs_in_node++;
1174                         pgofs++;
1175                         bh_result->b_size += (((size_t)1) << blkbits);
1176                         goto get_next;
1177                 }
1178         }
1179 sync_out:
1180         if (allocated)
1181                 sync_inode_page(&dn);
1182 put_out:
1183         f2fs_put_dnode(&dn);
1184 unlock_out:
1185         if (create)
1186                 f2fs_unlock_op(F2FS_I_SB(inode));
1187 out:
1188         trace_f2fs_get_data_block(inode, iblock, bh_result, err);
1189         return err;
1190 }
1191
1192 static int get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
1193                         struct buffer_head *bh_result, int create)
1194 {
1195         return __get_data_block(inode, iblock, bh_result, create, false);
1196 }
1197
1198 static int get_data_block_fiemap(struct inode *inode, sector_t iblock,
1199                         struct buffer_head *bh_result, int create)
1200 {
1201         return __get_data_block(inode, iblock, bh_result, create, true);
1202 }
1203
1204 int f2fs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
1205                 u64 start, u64 len)
1206 {
1207         return generic_block_fiemap(inode, fieinfo,
1208                                 start, len, get_data_block_fiemap);
1209 }
1210
1211 static int f2fs_read_data_page(struct file *file, struct page *page)
1212 {
1213         struct inode *inode = page->mapping->host;
1214         int ret = -EAGAIN;
1215
1216         trace_f2fs_readpage(page, DATA);
1217
1218         /* If the file has inline data, try to read it directly */
1219         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1220                 ret = f2fs_read_inline_data(inode, page);
1221         if (ret == -EAGAIN)
1222                 ret = mpage_readpage(page, get_data_block);
1223
1224         return ret;
1225 }
1226
1227 static int f2fs_read_data_pages(struct file *file,
1228                         struct address_space *mapping,
1229                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
1230 {
1231         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
1232
1233         /* If the file has inline data, skip readpages */
1234         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1235                 return 0;
1236
1237         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, get_data_block);
1238 }
1239
1240 int do_write_data_page(struct page *page, struct f2fs_io_info *fio)
1241 {
1242         struct inode *inode = page->mapping->host;
1243         struct dnode_of_data dn;
1244         int err = 0;
1245
1246         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
1247         err = get_dnode_of_data(&dn, page->index, LOOKUP_NODE);
1248         if (err)
1249                 return err;
1250
1251         fio->blk_addr = dn.data_blkaddr;
1252
1253         /* This page is already truncated */
1254         if (fio->blk_addr == NULL_ADDR)
1255                 goto out_writepage;
1256
1257         set_page_writeback(page);
1258
1259         /*
1260          * If current allocation needs SSR,
1261          * it had better in-place writes for updated data.
1262          */
1263         if (unlikely(fio->blk_addr != NEW_ADDR &&
1264                         !is_cold_data(page) &&
1265                         need_inplace_update(inode))) {
1266                 rewrite_data_page(page, fio);
1267                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_WRITE);
1268         } else {
1269                 write_data_page(page, &dn, fio);
1270                 f2fs_update_extent_cache(&dn);
1271                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_APPEND_WRITE);
1272         }
1273 out_writepage:
1274         f2fs_put_dnode(&dn);
1275         return err;
1276 }
1277
1278 static int f2fs_write_data_page(struct page *page,
1279                                         struct writeback_control *wbc)
1280 {
1281         struct inode *inode = page->mapping->host;
1282         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1283         loff_t i_size = i_size_read(inode);
1284         const pgoff_t end_index = ((unsigned long long) i_size)
1285                                                         >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1286         unsigned offset = 0;
1287         bool need_balance_fs = false;
1288         int err = 0;
1289         struct f2fs_io_info fio = {
1290                 .type = DATA,
1291                 .rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE,
1292         };
1293
1294         trace_f2fs_writepage(page, DATA);
1295
1296         if (page->index < end_index)
1297                 goto write;
1298
1299         /*
1300          * If the offset is out-of-range of file size,
1301          * this page does not have to be written to disk.
1302          */
1303         offset = i_size & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
1304         if ((page->index >= end_index + 1) || !offset)
1305                 goto out;
1306
1307         zero_user_segment(page, offset, PAGE_CACHE_SIZE);
1308 write:
1309         if (unlikely(is_sbi_flag_set(sbi, SBI_POR_DOING)))
1310                 goto redirty_out;
1311         if (f2fs_is_drop_cache(inode))
1312                 goto out;
1313         if (f2fs_is_volatile_file(inode) && !wbc->for_reclaim &&
1314                         available_free_memory(sbi, BASE_CHECK))
1315                 goto redirty_out;
1316
1317         /* Dentry blocks are controlled by checkpoint */
1318         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
1319                 if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi)))
1320                         goto redirty_out;
1321                 err = do_write_data_page(page, &fio);
1322                 goto done;
1323         }
1324
1325         /* we should bypass data pages to proceed the kworkder jobs */
1326         if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi))) {
1327                 SetPageError(page);
1328                 goto out;
1329         }
1330
1331         if (!wbc->for_reclaim)
1332                 need_balance_fs = true;
1333         else if (has_not_enough_free_secs(sbi, 0))
1334                 goto redirty_out;
1335
1336         err = -EAGAIN;
1337         f2fs_lock_op(sbi);
1338         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1339                 err = f2fs_write_inline_data(inode, page);
1340         if (err == -EAGAIN)
1341                 err = do_write_data_page(page, &fio);
1342         f2fs_unlock_op(sbi);
1343 done:
1344         if (err && err != -ENOENT)
1345                 goto redirty_out;
1346
1347         clear_cold_data(page);
1348 out:
1349         inode_dec_dirty_pages(inode);
1350         unlock_page(page);
1351         if (need_balance_fs)
1352                 f2fs_balance_fs(sbi);
1353         if (wbc->for_reclaim)
1354                 f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
1355         return 0;
1356
1357 redirty_out:
1358         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1359         return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
1360 }
1361
1362 static int __f2fs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
1363                         void *data)
1364 {
1365         struct address_space *mapping = data;
1366         int ret = mapping->a_ops->writepage(page, wbc);
1367         mapping_set_error(mapping, ret);
1368         return ret;
1369 }
1370
1371 static int f2fs_write_data_pages(struct address_space *mapping,
1372                             struct writeback_control *wbc)
1373 {
1374         struct inode *inode = mapping->host;
1375         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1376         bool locked = false;
1377         int ret;
1378         long diff;
1379
1380         trace_f2fs_writepages(mapping->host, wbc, DATA);
1381
1382         /* deal with chardevs and other special file */
1383         if (!mapping->a_ops->writepage)
1384                 return 0;
1385
1386         if (S_ISDIR(inode->i_mode) && wbc->sync_mode == WB_SYNC_NONE &&
1387                         get_dirty_pages(inode) < nr_pages_to_skip(sbi, DATA) &&
1388                         available_free_memory(sbi, DIRTY_DENTS))
1389                 goto skip_write;
1390
1391         diff = nr_pages_to_write(sbi, DATA, wbc);
1392
1393         if (!S_ISDIR(inode->i_mode)) {
1394                 mutex_lock(&sbi->writepages);
1395                 locked = true;
1396         }
1397         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, __f2fs_writepage, mapping);
1398         if (locked)
1399                 mutex_unlock(&sbi->writepages);
1400
1401         f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
1402
1403         remove_dirty_dir_inode(inode);
1404
1405         wbc->nr_to_write = max((long)0, wbc->nr_to_write - diff);
1406         return ret;
1407
1408 skip_write:
1409         wbc->pages_skipped += get_dirty_pages(inode);
1410         return 0;
1411 }
1412
1413 static void f2fs_write_failed(struct address_space *mapping, loff_t to)
1414 {
1415         struct inode *inode = mapping->host;
1416
1417         if (to > inode->i_size) {
1418                 truncate_pagecache(inode, inode->i_size);
1419                 truncate_blocks(inode, inode->i_size, true);
1420         }
1421 }
1422
1423 static int f2fs_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
1424                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
1425                 struct page **pagep, void **fsdata)
1426 {
1427         struct inode *inode = mapping->host;
1428         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1429         struct page *page, *ipage;
1430         pgoff_t index = ((unsigned long long) pos) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1431         struct dnode_of_data dn;
1432         int err = 0;
1433
1434         trace_f2fs_write_begin(inode, pos, len, flags);
1435
1436         f2fs_balance_fs(sbi);
1437
1438         /*
1439          * We should check this at this moment to avoid deadlock on inode page
1440          * and #0 page. The locking rule for inline_data conversion should be:
1441          * lock_page(page #0) -> lock_page(inode_page)
1442          */
1443         if (index != 0) {
1444                 err = f2fs_convert_inline_inode(inode);
1445                 if (err)
1446                         goto fail;
1447         }
1448 repeat:
1449         page = grab_cache_page_write_begin(mapping, index, flags);
1450         if (!page) {
1451                 err = -ENOMEM;
1452                 goto fail;
1453         }
1454
1455         *pagep = page;
1456
1457         f2fs_lock_op(sbi);
1458
1459         /* check inline_data */
1460         ipage = get_node_page(sbi, inode->i_ino);
1461         if (IS_ERR(ipage)) {
1462                 err = PTR_ERR(ipage);
1463                 goto unlock_fail;
1464         }
1465
1466         set_new_dnode(&dn, inode, ipage, ipage, 0);
1467
1468         if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1469                 if (pos + len <= MAX_INLINE_DATA) {
1470                         read_inline_data(page, ipage);
1471                         set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_DATA_EXIST);
1472                         sync_inode_page(&dn);
1473                         goto put_next;
1474                 }
1475                 err = f2fs_convert_inline_page(&dn, page);
1476                 if (err)
1477                         goto put_fail;
1478         }
1479         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
1480         if (err)
1481                 goto put_fail;
1482 put_next:
1483         f2fs_put_dnode(&dn);
1484         f2fs_unlock_op(sbi);
1485
1486         if ((len == PAGE_CACHE_SIZE) || PageUptodate(page))
1487                 return 0;
1488
1489         f2fs_wait_on_page_writeback(page, DATA);
1490
1491         if ((pos & PAGE_CACHE_MASK) >= i_size_read(inode)) {
1492                 unsigned start = pos & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
1493                 unsigned end = start + len;
1494
1495                 /* Reading beyond i_size is simple: memset to zero */
1496                 zero_user_segments(page, 0, start, end, PAGE_CACHE_SIZE);
1497                 goto out;
1498         }
1499
1500         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
1501                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1502         } else {
1503                 struct f2fs_io_info fio = {
1504                         .type = DATA,
1505                         .rw = READ_SYNC,
1506                         .blk_addr = dn.data_blkaddr,
1507                 };
1508                 err = f2fs_submit_page_bio(sbi, page, &fio);
1509                 if (err)
1510                         goto fail;
1511
1512                 lock_page(page);
1513                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
1514                         f2fs_put_page(page, 1);
1515                         err = -EIO;
1516                         goto fail;
1517                 }
1518                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
1519                         f2fs_put_page(page, 1);
1520                         goto repeat;
1521                 }
1522         }
1523 out:
1524         SetPageUptodate(page);
1525         clear_cold_data(page);
1526         return 0;
1527
1528 put_fail:
1529         f2fs_put_dnode(&dn);
1530 unlock_fail:
1531         f2fs_unlock_op(sbi);
1532         f2fs_put_page(page, 1);
1533 fail:
1534         f2fs_write_failed(mapping, pos + len);
1535         return err;
1536 }
1537
1538 static int f2fs_write_end(struct file *file,
1539                         struct address_space *mapping,
1540                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
1541                         struct page *page, void *fsdata)
1542 {
1543         struct inode *inode = page->mapping->host;
1544
1545         trace_f2fs_write_end(inode, pos, len, copied);
1546
1547         set_page_dirty(page);
1548
1549         if (pos + copied > i_size_read(inode)) {
1550                 i_size_write(inode, pos + copied);
1551                 mark_inode_dirty(inode);
1552                 update_inode_page(inode);
1553         }
1554
1555         f2fs_put_page(page, 1);
1556         return copied;
1557 }
1558
1559 static int check_direct_IO(struct inode *inode, int rw,
1560                 struct iov_iter *iter, loff_t offset)
1561 {
1562         unsigned blocksize_mask = inode->i_sb->s_blocksize - 1;
1563
1564         if (rw == READ)
1565                 return 0;
1566
1567         if (offset & blocksize_mask)
1568                 return -EINVAL;
1569
1570         if (iov_iter_alignment(iter) & blocksize_mask)
1571                 return -EINVAL;
1572
1573         return 0;
1574 }
1575
1576 static ssize_t f2fs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb,
1577                 struct iov_iter *iter, loff_t offset)
1578 {
1579         struct file *file = iocb->ki_filp;
1580         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1581         struct inode *inode = mapping->host;
1582         size_t count = iov_iter_count(iter);
1583         int err;
1584
1585         /* we don't need to use inline_data strictly */
1586         if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1587                 err = f2fs_convert_inline_inode(inode);
1588                 if (err)
1589                         return err;
1590         }
1591
1592         if (check_direct_IO(inode, rw, iter, offset))
1593                 return 0;
1594
1595         trace_f2fs_direct_IO_enter(inode, offset, count, rw);
1596
1597         if (rw & WRITE)
1598                 __allocate_data_blocks(inode, offset, count);
1599
1600         err = blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, iter, offset, get_data_block);
1601         if (err < 0 && (rw & WRITE))
1602                 f2fs_write_failed(mapping, offset + count);
1603
1604         trace_f2fs_direct_IO_exit(inode, offset, count, rw, err);
1605
1606         return err;
1607 }
1608
1609 void f2fs_invalidate_page(struct page *page, unsigned int offset,
1610                                                         unsigned int length)
1611 {
1612         struct inode *inode = page->mapping->host;
1613         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1614
1615         if (inode->i_ino >= F2FS_ROOT_INO(sbi) &&
1616                 (offset % PAGE_CACHE_SIZE || length != PAGE_CACHE_SIZE))
1617                 return;
1618
1619         if (PageDirty(page)) {
1620                 if (inode->i_ino == F2FS_META_INO(sbi))
1621                         dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_META);
1622                 else if (inode->i_ino == F2FS_NODE_INO(sbi))
1623                         dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_NODES);
1624                 else
1625                         inode_dec_dirty_pages(inode);
1626         }
1627         ClearPagePrivate(page);
1628 }
1629
1630 int f2fs_release_page(struct page *page, gfp_t wait)
1631 {
1632         /* If this is dirty page, keep PagePrivate */
1633         if (PageDirty(page))
1634                 return 0;
1635
1636         ClearPagePrivate(page);
1637         return 1;
1638 }
1639
1640 static int f2fs_set_data_page_dirty(struct page *page)
1641 {
1642         struct address_space *mapping = page->mapping;
1643         struct inode *inode = mapping->host;
1644
1645         trace_f2fs_set_page_dirty(page, DATA);
1646
1647         SetPageUptodate(page);
1648
1649         if (f2fs_is_atomic_file(inode)) {
1650                 register_inmem_page(inode, page);
1651                 return 1;
1652         }
1653
1654         mark_inode_dirty(inode);
1655
1656         if (!PageDirty(page)) {
1657                 __set_page_dirty_nobuffers(page);
1658                 update_dirty_page(inode, page);
1659                 return 1;
1660         }
1661         return 0;
1662 }
1663
1664 static sector_t f2fs_bmap(struct address_space *mapping, sector_t block)
1665 {
1666         struct inode *inode = mapping->host;
1667
1668         /* we don't need to use inline_data strictly */
1669         if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1670                 int err = f2fs_convert_inline_inode(inode);
1671                 if (err)
1672                         return err;
1673         }
1674         return generic_block_bmap(mapping, block, get_data_block);
1675 }
1676
1677 void init_extent_cache_info(struct f2fs_sb_info *sbi)
1678 {
1679         INIT_RADIX_TREE(&sbi->extent_tree_root, GFP_NOIO);
1680         init_rwsem(&sbi->extent_tree_lock);
1681         INIT_LIST_HEAD(&sbi->extent_list);
1682         spin_lock_init(&sbi->extent_lock);
1683         sbi->total_ext_tree = 0;
1684         atomic_set(&sbi->total_ext_node, 0);
1685 }
1686
1687 int __init create_extent_cache(void)
1688 {
1689         extent_tree_slab = f2fs_kmem_cache_create("f2fs_extent_tree",
1690                         sizeof(struct extent_tree));
1691         if (!extent_tree_slab)
1692                 return -ENOMEM;
1693         extent_node_slab = f2fs_kmem_cache_create("f2fs_extent_node",
1694                         sizeof(struct extent_node));
1695         if (!extent_node_slab) {
1696                 kmem_cache_destroy(extent_tree_slab);
1697                 return -ENOMEM;
1698         }
1699         return 0;
1700 }
1701
1702 void destroy_extent_cache(void)
1703 {
1704         kmem_cache_destroy(extent_node_slab);
1705         kmem_cache_destroy(extent_tree_slab);
1706 }
1707
1708 const struct address_space_operations f2fs_dblock_aops = {
1709         .readpage       = f2fs_read_data_page,
1710         .readpages      = f2fs_read_data_pages,
1711         .writepage      = f2fs_write_data_page,
1712         .writepages     = f2fs_write_data_pages,
1713         .write_begin    = f2fs_write_begin,
1714         .write_end      = f2fs_write_end,
1715         .set_page_dirty = f2fs_set_data_page_dirty,
1716         .invalidatepage = f2fs_invalidate_page,
1717         .releasepage    = f2fs_release_page,
1718         .direct_IO      = f2fs_direct_IO,
1719         .bmap           = f2fs_bmap,
1720 };