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         read_lock(&fi->ext_lock);
 277         if (fi->ext.len == 0) {
 278                 read_unlock(&fi->ext_lock);
 279                 return false;
 280         }
 281
 282         stat_inc_total_hit(inode->i_sb);
 283
 284         start_fofs = fi->ext.fofs;
 285         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 286         start_blkaddr = fi->ext.blk;
 287
 288         if (pgofs >= start_fofs && pgofs <= end_fofs) {
 289                 *ei = fi->ext;
 290                 stat_inc_read_hit(inode->i_sb);
 291                 read_unlock(&fi->ext_lock);
 292                 return true;
 293         }
 294         read_unlock(&fi->ext_lock);
 295         return false;
 296 }
 297
 298 static bool update_extent_info(struct inode *inode, pgoff_t fofs,
 299                                                                 block_t blkaddr)
 300 {
 301         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
 302         pgoff_t start_fofs, end_fofs;
 303         block_t start_blkaddr, end_blkaddr;
 304         int need_update = true;
 305
 306         write_lock(&fi->ext_lock);
 307
 308         start_fofs = fi->ext.fofs;
 309         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 310         start_blkaddr = fi->ext.blk;
 311         end_blkaddr = fi->ext.blk + fi->ext.len - 1;
 312
 313         /* Drop and initialize the matched extent */
 314         if (fi->ext.len == 1 && fofs == start_fofs)
 315                 fi->ext.len = 0;
 316
 317         /* Initial extent */
 318         if (fi->ext.len == 0) {
 319                 if (blkaddr != NULL_ADDR) {
 320                         fi->ext.fofs = fofs;
 321                         fi->ext.blk = blkaddr;
 322                         fi->ext.len = 1;
 323                 }
 324                 goto end_update;
 325         }
 326
 327         /* Front merge */
 328         if (fofs == start_fofs - 1 && blkaddr == start_blkaddr - 1) {
 329                 fi->ext.fofs--;
 330                 fi->ext.blk--;
 331                 fi->ext.len++;
 332                 goto end_update;
 333         }
 334
 335         /* Back merge */
 336         if (fofs == end_fofs + 1 && blkaddr == end_blkaddr + 1) {
 337                 fi->ext.len++;
 338                 goto end_update;
 339         }
 340
 341         /* Split the existing extent */
 342         if (fi->ext.len > 1 &&
 343                 fofs >= start_fofs && fofs <= end_fofs) {
 344                 if ((end_fofs - fofs) < (fi->ext.len >> 1)) {
 345                         fi->ext.len = fofs - start_fofs;
 346                 } else {
 347                         fi->ext.fofs = fofs + 1;
 348                         fi->ext.blk = start_blkaddr + fofs - start_fofs + 1;
 349                         fi->ext.len -= fofs - start_fofs + 1;
 350                 }
 351         } else {
 352                 need_update = false;
 353         }
 354
 355         /* Finally, if the extent is very fragmented, let's drop the cache. */
 356         if (fi->ext.len < F2FS_MIN_EXTENT_LEN) {
 357                 fi->ext.len = 0;
 358                 set_inode_flag(fi, FI_NO_EXTENT);
 359                 need_update = true;
 360         }
 361 end_update:
 362         write_unlock(&fi->ext_lock);
 363         return need_update;
 364 }
 365
 366 static struct extent_node *__attach_extent_node(struct f2fs_sb_info *sbi,
 367                                 struct extent_tree *et, struct extent_info *ei,
 368                                 struct rb_node *parent, struct rb_node **p)
 369 {
 370         struct extent_node *en;
 371
 372         en = kmem_cache_alloc(extent_node_slab, GFP_ATOMIC);
 373         if (!en)
 374                 return NULL;
 375
 376         en->ei = *ei;
 377         INIT_LIST_HEAD(&en->list);
 378
 379         rb_link_node(&en->rb_node, parent, p);
 380         rb_insert_color(&en->rb_node, &et->root);
 381         et->count++;
 382         atomic_inc(&sbi->total_ext_node);
 383         return en;
 384 }
 385
 386 static void __detach_extent_node(struct f2fs_sb_info *sbi,
 387                                 struct extent_tree *et, struct extent_node *en)
 388 {
 389         rb_erase(&en->rb_node, &et->root);
 390         et->count--;
 391         atomic_dec(&sbi->total_ext_node);
 392
 393         if (et->cached_en == en)
 394                 et->cached_en = NULL;
 395 }
 396
 397 static struct extent_node *__lookup_extent_tree(struct extent_tree *et,
 398                                                         unsigned int fofs)
 399 {
 400         struct rb_node *node = et->root.rb_node;
 401         struct extent_node *en;
 402
 403         if (et->cached_en) {
 404                 struct extent_info *cei = &et->cached_en->ei;
 405
 406                 if (cei->fofs <= fofs && cei->fofs + cei->len > fofs)
 407                         return et->cached_en;
 408         }
 409
 410         while (node) {
 411                 en = rb_entry(node, struct extent_node, rb_node);
 412
 413                 if (fofs < en->ei.fofs) {
 414                         node = node->rb_left;
 415                 } else if (fofs >= en->ei.fofs + en->ei.len) {
 416                         node = node->rb_right;
 417                 } else {
 418                         et->cached_en = en;
 419                         return en;
 420                 }
 421         }
 422         return NULL;
 423 }
 424
 425 static struct extent_node *__try_back_merge(struct f2fs_sb_info *sbi,
 426                                 struct extent_tree *et, struct extent_node *en)
 427 {
 428         struct extent_node *prev;
 429         struct rb_node *node;
 430
 431         node = rb_prev(&en->rb_node);
 432         if (!node)
 433                 return NULL;
 434
 435         prev = rb_entry(node, struct extent_node, rb_node);
 436         if (__is_back_mergeable(&en->ei, &prev->ei)) {
 437                 en->ei.fofs = prev->ei.fofs;
 438                 en->ei.blk = prev->ei.blk;
 439                 en->ei.len += prev->ei.len;
 440                 __detach_extent_node(sbi, et, prev);
 441                 return prev;
 442         }
 443         return NULL;
 444 }
 445
 446 static struct extent_node *__try_front_merge(struct f2fs_sb_info *sbi,
 447                                 struct extent_tree *et, struct extent_node *en)
 448 {
 449         struct extent_node *next;
 450         struct rb_node *node;
 451
 452         node = rb_next(&en->rb_node);
 453         if (!node)
 454                 return NULL;
 455
 456         next = rb_entry(node, struct extent_node, rb_node);
 457         if (__is_front_mergeable(&en->ei, &next->ei)) {
 458                 en->ei.len += next->ei.len;
 459                 __detach_extent_node(sbi, et, next);
 460                 return next;
 461         }
 462         return NULL;
 463 }
 464
 465 static struct extent_node *__insert_extent_tree(struct f2fs_sb_info *sbi,
 466                                 struct extent_tree *et, struct extent_info *ei,
 467                                 struct extent_node **den)
 468 {
 469         struct rb_node **p = &et->root.rb_node;
 470         struct rb_node *parent = NULL;
 471         struct extent_node *en;
 472
 473         while (*p) {
 474                 parent = *p;
 475                 en = rb_entry(parent, struct extent_node, rb_node);
 476
 477                 if (ei->fofs < en->ei.fofs) {
 478                         if (__is_front_mergeable(ei, &en->ei)) {
 479                                 f2fs_bug_on(sbi, !den);
 480                                 en->ei.fofs = ei->fofs;
 481                                 en->ei.blk = ei->blk;
 482                                 en->ei.len += ei->len;
 483                                 *den = __try_back_merge(sbi, et, en);
 484                                 return en;
 485                         }
 486                         p = &(*p)->rb_left;
 487                 } else if (ei->fofs >= en->ei.fofs + en->ei.len) {
 488                         if (__is_back_mergeable(ei, &en->ei)) {
 489                                 f2fs_bug_on(sbi, !den);
 490                                 en->ei.len += ei->len;
 491                                 *den = __try_front_merge(sbi, et, en);
 492                                 return en;
 493                         }
 494                         p = &(*p)->rb_right;
 495                 } else {
 496                         f2fs_bug_on(sbi, 1);
 497                 }
 498         }
 499
 500         return __attach_extent_node(sbi, et, ei, parent, p);
 501 }
 502
 503 static unsigned int __free_extent_tree(struct f2fs_sb_info *sbi,
 504                                         struct extent_tree *et, bool free_all)
 505 {
 506         struct rb_node *node, *next;
 507         struct extent_node *en;
 508         unsigned int count = et->count;
 509
 510         node = rb_first(&et->root);
 511         while (node) {
 512                 next = rb_next(node);
 513                 en = rb_entry(node, struct extent_node, rb_node);
 514
 515                 if (free_all) {
 516                         spin_lock(&sbi->extent_lock);
 517                         if (!list_empty(&en->list))
 518                                 list_del_init(&en->list);
 519                         spin_unlock(&sbi->extent_lock);
 520                 }
 521
 522                 if (free_all || list_empty(&en->list)) {
 523                         __detach_extent_node(sbi, et, en);
 524                         kmem_cache_free(extent_node_slab, en);
 525                 }
 526                 node = next;
 527         }
 528
 529         return count - et->count;
 530 }
 531
 532 static bool f2fs_lookup_extent_tree(struct inode *inode, pgoff_t pgofs,
 533                                                         struct extent_info *ei)
 534 {
 535         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 536         struct extent_tree *et;
 537         struct extent_node *en;
 538
 539         trace_f2fs_lookup_extent_tree_start(inode, pgofs);
 540
 541         down_read(&sbi->extent_tree_lock);
 542         et = radix_tree_lookup(&sbi->extent_tree_root, inode->i_ino);
 543         if (!et) {
 544                 up_read(&sbi->extent_tree_lock);
 545                 return false;
 546         }
 547         atomic_inc(&et->refcount);
 548         up_read(&sbi->extent_tree_lock);
 549
 550         read_lock(&et->lock);
 551         en = __lookup_extent_tree(et, pgofs);
 552         if (en) {
 553                 *ei = en->ei;
 554                 spin_lock(&sbi->extent_lock);
 555                 if (!list_empty(&en->list))
 556                         list_move_tail(&en->list, &sbi->extent_list);
 557                 spin_unlock(&sbi->extent_lock);
 558                 stat_inc_read_hit(sbi->sb);
 559         }
 560         stat_inc_total_hit(sbi->sb);
 561         read_unlock(&et->lock);
 562
 563         trace_f2fs_lookup_extent_tree_end(inode, pgofs, en);
 564
 565         atomic_dec(&et->refcount);
 566         return en ? true : false;
 567 }
 568
 569 static void f2fs_update_extent_tree(struct inode *inode, pgoff_t fofs,
 570                                                         block_t blkaddr)
 571 {
 572         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 573         nid_t ino = inode->i_ino;
 574         struct extent_tree *et;
 575         struct extent_node *en = NULL, *en1 = NULL, *en2 = NULL, *en3 = NULL;
 576         struct extent_node *den = NULL;
 577         struct extent_info ei, dei;
 578         unsigned int endofs;
 579
 580         trace_f2fs_update_extent_tree(inode, fofs, blkaddr);
 581
 582         down_write(&sbi->extent_tree_lock);
 583         et = radix_tree_lookup(&sbi->extent_tree_root, ino);
 584         if (!et) {
 585                 et = f2fs_kmem_cache_alloc(extent_tree_slab, GFP_NOFS);
 586                 f2fs_radix_tree_insert(&sbi->extent_tree_root, ino, et);
 587                 memset(et, 0, sizeof(struct extent_tree));
 588                 et->ino = ino;
 589                 et->root = RB_ROOT;
 590                 et->cached_en = NULL;
 591                 rwlock_init(&et->lock);
 592                 atomic_set(&et->refcount, 0);
 593                 et->count = 0;
 594                 sbi->total_ext_tree++;
 595         }
 596         atomic_inc(&et->refcount);
 597         up_write(&sbi->extent_tree_lock);
 598
 599         write_lock(&et->lock);
 600
 601         /* 1. lookup and remove existing extent info in cache */
 602         en = __lookup_extent_tree(et, fofs);
 603         if (!en)
 604                 goto update_extent;
 605
 606         dei = en->ei;
 607         __detach_extent_node(sbi, et, en);
 608
 609         /* 2. if extent can be split more, split and insert the left part */
 610         if (dei.len > 1) {
 611                 /*  insert left part of split extent into cache */
 612                 if (fofs - dei.fofs >= F2FS_MIN_EXTENT_LEN) {
 613                         set_extent_info(&ei, dei.fofs, dei.blk,
 614                                                         fofs - dei.fofs);
 615                         en1 = __insert_extent_tree(sbi, et, &ei, NULL);
 616                 }
 617
 618                 /* insert right part of split extent into cache */
 619                 endofs = dei.fofs + dei.len - 1;
 620                 if (endofs - fofs >= F2FS_MIN_EXTENT_LEN) {
 621                         set_extent_info(&ei, fofs + 1,
 622                                 fofs - dei.fofs + dei.blk, endofs - fofs);
 623                         en2 = __insert_extent_tree(sbi, et, &ei, NULL);
 624                 }
 625         }
 626
 627 update_extent:
 628         /* 3. update extent in extent cache */
 629         if (blkaddr) {
 630                 set_extent_info(&ei, fofs, blkaddr, 1);
 631                 en3 = __insert_extent_tree(sbi, et, &ei, &den);
 632         }
 633
 634         /* 4. update in global extent list */
 635         spin_lock(&sbi->extent_lock);
 636         if (en && !list_empty(&en->list))
 637                 list_del(&en->list);
 638         /*
 639          * en1 and en2 split from en, they will become more and more smaller
 640          * fragments after splitting several times. So if the length is smaller
 641          * than F2FS_MIN_EXTENT_LEN, we will not add them into extent tree.
 642          */
 643         if (en1)
 644                 list_add_tail(&en1->list, &sbi->extent_list);
 645         if (en2)
 646                 list_add_tail(&en2->list, &sbi->extent_list);
 647         if (en3) {
 648                 if (list_empty(&en3->list))
 649                         list_add_tail(&en3->list, &sbi->extent_list);
 650                 else
 651                         list_move_tail(&en3->list, &sbi->extent_list);
 652         }
 653         if (den && !list_empty(&den->list))
 654                 list_del(&den->list);
 655         spin_unlock(&sbi->extent_lock);
 656
 657         /* 5. release extent node */
 658         if (en)
 659                 kmem_cache_free(extent_node_slab, en);
 660         if (den)
 661                 kmem_cache_free(extent_node_slab, den);
 662
 663         write_unlock(&et->lock);
 664         atomic_dec(&et->refcount);
 665 }
 666
 667 void f2fs_shrink_extent_tree(struct f2fs_sb_info *sbi, int nr_shrink)
 668 {
 669         struct extent_tree *treevec[EXT_TREE_VEC_SIZE];
 670         struct extent_node *en, *tmp;
 671         unsigned long ino = F2FS_ROOT_INO(sbi);
 672         struct radix_tree_iter iter;
 673         void **slot;
 674         unsigned int found;
 675         unsigned int node_cnt = 0, tree_cnt = 0;
 676
 677         if (!test_opt(sbi, EXTENT_CACHE))
 678                 return;
 679
 680         if (available_free_memory(sbi, EXTENT_CACHE))
 681                 return;
 682
 683         spin_lock(&sbi->extent_lock);
 684         list_for_each_entry_safe(en, tmp, &sbi->extent_list, list) {
 685                 if (!nr_shrink--)
 686                         break;
 687                 list_del_init(&en->list);
 688         }
 689         spin_unlock(&sbi->extent_lock);
 690
 691         down_read(&sbi->extent_tree_lock);
 692         while ((found = radix_tree_gang_lookup(&sbi->extent_tree_root,
 693                                 (void **)treevec, ino, EXT_TREE_VEC_SIZE))) {
 694                 unsigned i;
 695
 696                 ino = treevec[found - 1]->ino + 1;
 697                 for (i = 0; i < found; i++) {
 698                         struct extent_tree *et = treevec[i];
 699
 700                         atomic_inc(&et->refcount);
 701                         write_lock(&et->lock);
 702                         node_cnt += __free_extent_tree(sbi, et, false);
 703                         write_unlock(&et->lock);
 704                         atomic_dec(&et->refcount);
 705                 }
 706         }
 707         up_read(&sbi->extent_tree_lock);
 708
 709         down_write(&sbi->extent_tree_lock);
 710         radix_tree_for_each_slot(slot, &sbi->extent_tree_root, &iter,
 711                                                         F2FS_ROOT_INO(sbi)) {
 712                 struct extent_tree *et = (struct extent_tree *)*slot;
 713
 714                 if (!atomic_read(&et->refcount) && !et->count) {
 715                         radix_tree_delete(&sbi->extent_tree_root, et->ino);
 716                         kmem_cache_free(extent_tree_slab, et);
 717                         sbi->total_ext_tree--;
 718                         tree_cnt++;
 719                 }
 720         }
 721         up_write(&sbi->extent_tree_lock);
 722
 723         trace_f2fs_shrink_extent_tree(sbi, node_cnt, tree_cnt);
 724 }
 725
 726 void f2fs_destroy_extent_tree(struct inode *inode)
 727 {
 728         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 729         struct extent_tree *et;
 730         unsigned int node_cnt = 0;
 731
 732         if (!test_opt(sbi, EXTENT_CACHE))
 733                 return;
 734
 735         down_read(&sbi->extent_tree_lock);
 736         et = radix_tree_lookup(&sbi->extent_tree_root, inode->i_ino);
 737         if (!et) {
 738                 up_read(&sbi->extent_tree_lock);
 739                 goto out;
 740         }
 741         atomic_inc(&et->refcount);
 742         up_read(&sbi->extent_tree_lock);
 743
 744         /* free all extent info belong to this extent tree */
 745         write_lock(&et->lock);
 746         node_cnt = __free_extent_tree(sbi, et, true);
 747         write_unlock(&et->lock);
 748
 749         atomic_dec(&et->refcount);
 750
 751         /* try to find and delete extent tree entry in radix tree */
 752         down_write(&sbi->extent_tree_lock);
 753         et = radix_tree_lookup(&sbi->extent_tree_root, inode->i_ino);
 754         if (!et) {
 755                 up_write(&sbi->extent_tree_lock);
 756                 goto out;
 757         }
 758         f2fs_bug_on(sbi, atomic_read(&et->refcount) || et->count);
 759         radix_tree_delete(&sbi->extent_tree_root, inode->i_ino);
 760         kmem_cache_free(extent_tree_slab, et);
 761         sbi->total_ext_tree--;
 762         up_write(&sbi->extent_tree_lock);
 763 out:
 764         trace_f2fs_destroy_extent_tree(inode, node_cnt);
 765         return;
 766 }
 767
 768 static bool f2fs_lookup_extent_cache(struct inode *inode, pgoff_t pgofs,
 769                                                         struct extent_info *ei)
 770 {
 771         if (is_inode_flag_set(F2FS_I(inode), FI_NO_EXTENT))
 772                 return false;
 773
 774         if (test_opt(F2FS_I_SB(inode), EXTENT_CACHE))
 775                 return f2fs_lookup_extent_tree(inode, pgofs, ei);
 776
 777         return lookup_extent_info(inode, pgofs, ei);
 778 }
 779
 780 void f2fs_update_extent_cache(struct dnode_of_data *dn)
 781 {
 782         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(dn->inode);
 783         pgoff_t fofs;
 784
 785         f2fs_bug_on(F2FS_I_SB(dn->inode), dn->data_blkaddr == NEW_ADDR);
 786
 787         /* Update the page address in the parent node */
 788         __set_data_blkaddr(dn);
 789
 790         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 791                 return;
 792
 793         fofs = start_bidx_of_node(ofs_of_node(dn->node_page), fi) +
 794                                                         dn->ofs_in_node;
 795
 796         if (test_opt(F2FS_I_SB(dn->inode), EXTENT_CACHE))
 797                 return f2fs_update_extent_tree(dn->inode, fofs,
 798                                                         dn->data_blkaddr);
 799
 800         if (update_extent_info(dn->inode, fofs, dn->data_blkaddr))
 801                 sync_inode_page(dn);
 802 }
 803
 804 struct page *find_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index, bool sync)
 805 {
 806         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 807         struct dnode_of_data dn;
 808         struct page *page;
 809         struct extent_info ei;
 810         int err;
 811         struct f2fs_io_info fio = {
 812                 .type = DATA,
 813                 .rw = sync ? READ_SYNC : READA,
 814         };
 815
 816         /*
 817          * If sync is false, it needs to check its block allocation.
 818          * This is need and triggered by two flows:
 819          *   gc and truncate_partial_data_page.
 820          */
 821         if (!sync)
 822                 goto search;
 823
 824         page = find_get_page(mapping, index);
 825         if (page && PageUptodate(page))
 826                 return page;
 827         f2fs_put_page(page, 0);
 828 search:
 829         if (f2fs_lookup_extent_cache(inode, index, &ei)) {
 830                 dn.data_blkaddr = ei.blk + index - ei.fofs;
 831                 goto got_it;
 832         }
 833
 834         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 835         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 836         if (err)
 837                 return ERR_PTR(err);
 838         f2fs_put_dnode(&dn);
 839
 840         if (dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)
 841                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 842
 843         /* By fallocate(), there is no cached page, but with NEW_ADDR */
 844         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NEW_ADDR))
 845                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 846
 847 got_it:
 848         page = grab_cache_page(mapping, index);
 849         if (!page)
 850                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 851
 852         if (PageUptodate(page)) {
 853                 unlock_page(page);
 854                 return page;
 855         }
 856
 857         fio.blk_addr = dn.data_blkaddr;
 858         err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, &fio);
 859         if (err)
 860                 return ERR_PTR(err);
 861
 862         if (sync) {
 863                 wait_on_page_locked(page);
 864                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 865                         f2fs_put_page(page, 0);
 866                         return ERR_PTR(-EIO);
 867                 }
 868         }
 869         return page;
 870 }
 871
 872 /*
 873  * If it tries to access a hole, return an error.
 874  * Because, the callers, functions in dir.c and GC, should be able to know
 875  * whether this page exists or not.
 876  */
 877 struct page *get_lock_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index)
 878 {
 879         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 880         struct dnode_of_data dn;
 881         struct page *page;
 882         struct extent_info ei;
 883         int err;
 884         struct f2fs_io_info fio = {
 885                 .type = DATA,
 886                 .rw = READ_SYNC,
 887         };
 888 repeat:
 889         page = grab_cache_page(mapping, index);
 890         if (!page)
 891                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 892
 893         if (f2fs_lookup_extent_cache(inode, index, &ei)) {
 894                 dn.data_blkaddr = ei.blk + index - ei.fofs;
 895                 goto got_it;
 896         }
 897
 898         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 899         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 900         if (err) {
 901                 f2fs_put_page(page, 1);
 902                 return ERR_PTR(err);
 903         }
 904         f2fs_put_dnode(&dn);
 905
 906         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)) {
 907                 f2fs_put_page(page, 1);
 908                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 909         }
 910
 911 got_it:
 912         if (PageUptodate(page))
 913                 return page;
 914
 915         /*
 916          * A new dentry page is allocated but not able to be written, since its
 917          * new inode page couldn't be allocated due to -ENOSPC.
 918          * In such the case, its blkaddr can be remained as NEW_ADDR.
 919          * see, f2fs_add_link -> get_new_data_page -> init_inode_metadata.
 920          */
 921         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 922                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 923                 SetPageUptodate(page);
 924                 return page;
 925         }
 926
 927         fio.blk_addr = dn.data_blkaddr;
 928         err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, &fio);
 929         if (err)
 930                 return ERR_PTR(err);
 931
 932         lock_page(page);
 933         if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 934                 f2fs_put_page(page, 1);
 935                 return ERR_PTR(-EIO);
 936         }
 937         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 938                 f2fs_put_page(page, 1);
 939                 goto repeat;
 940         }
 941         return page;
 942 }
 943
 944 /*
 945  * Caller ensures that this data page is never allocated.
 946  * A new zero-filled data page is allocated in the page cache.
 947  *
 948  * Also, caller should grab and release a rwsem by calling f2fs_lock_op() and
 949  * f2fs_unlock_op().
 950  * Note that, ipage is set only by make_empty_dir.
 951  */
 952 struct page *get_new_data_page(struct inode *inode,
 953                 struct page *ipage, pgoff_t index, bool new_i_size)
 954 {
 955         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 956         struct page *page;
 957         struct dnode_of_data dn;
 958         int err;
 959
 960         set_new_dnode(&dn, inode, ipage, NULL, 0);
 961         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
 962         if (err)
 963                 return ERR_PTR(err);
 964 repeat:
 965         page = grab_cache_page(mapping, index);
 966         if (!page) {
 967                 err = -ENOMEM;
 968                 goto put_err;
 969         }
 970
 971         if (PageUptodate(page))
 972                 return page;
 973
 974         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 975                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 976                 SetPageUptodate(page);
 977         } else {
 978                 struct f2fs_io_info fio = {
 979                         .type = DATA,
 980                         .rw = READ_SYNC,
 981                         .blk_addr = dn.data_blkaddr,
 982                 };
 983                 err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, &fio);
 984                 if (err)
 985                         goto put_err;
 986
 987                 lock_page(page);
 988                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 989                         f2fs_put_page(page, 1);
 990                         err = -EIO;
 991                         goto put_err;
 992                 }
 993                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 994                         f2fs_put_page(page, 1);
 995                         goto repeat;
 996                 }
 997         }
 998
 999         if (new_i_size &&
1000                 i_size_read(inode) < ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT)) {
1001                 i_size_write(inode, ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT));
1002                 /* Only the directory inode sets new_i_size */
1003                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_DIR);
1004         }
1005         return page;
1006
1007 put_err:
1008         f2fs_put_dnode(&dn);
1009         return ERR_PTR(err);
1010 }
1011
1012 static int __allocate_data_block(struct dnode_of_data *dn)
1013 {
1014         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(dn->inode);
1015         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(dn->inode);
1016         struct f2fs_summary sum;
1017         struct node_info ni;
1018         int seg = CURSEG_WARM_DATA;
1019         pgoff_t fofs;
1020
1021         if (unlikely(is_inode_flag_set(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_ALLOC)))
1022                 return -EPERM;
1023         if (unlikely(!inc_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1)))
1024                 return -ENOSPC;
1025
1026         get_node_info(sbi, dn->nid, &ni);
1027         set_summary(&sum, dn->nid, dn->ofs_in_node, ni.version);
1028
1029         if (dn->ofs_in_node == 0 && dn->inode_page == dn->node_page)
1030                 seg = CURSEG_DIRECT_IO;
1031
1032         allocate_data_block(sbi, NULL, NULL_ADDR, &dn->data_blkaddr, &sum, seg);
1033
1034         /* direct IO doesn't use extent cache to maximize the performance */
1035         __set_data_blkaddr(dn);
1036
1037         /* update i_size */
1038         fofs = start_bidx_of_node(ofs_of_node(dn->node_page), fi) +
1039                                                         dn->ofs_in_node;
1040         if (i_size_read(dn->inode) < ((fofs + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT))
1041                 i_size_write(dn->inode, ((fofs + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT));
1042
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 static void __allocate_data_blocks(struct inode *inode, loff_t offset,
1047                                                         size_t count)
1048 {
1049         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1050         struct dnode_of_data dn;
1051         u64 start = F2FS_BYTES_TO_BLK(offset);
1052         u64 len = F2FS_BYTES_TO_BLK(count);
1053         bool allocated;
1054         u64 end_offset;
1055
1056         while (len) {
1057                 f2fs_balance_fs(sbi);
1058                 f2fs_lock_op(sbi);
1059
1060                 /* When reading holes, we need its node page */
1061                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
1062                 if (get_dnode_of_data(&dn, start, ALLOC_NODE))
1063                         goto out;
1064
1065                 allocated = false;
1066                 end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
1067
1068                 while (dn.ofs_in_node < end_offset && len) {
1069                         if (dn.data_blkaddr == NULL_ADDR) {
1070                                 if (__allocate_data_block(&dn))
1071                                         goto sync_out;
1072                                 allocated = true;
1073                         }
1074                         len--;
1075                         start++;
1076                         dn.ofs_in_node++;
1077                 }
1078
1079                 if (allocated)
1080                         sync_inode_page(&dn);
1081
1082                 f2fs_put_dnode(&dn);
1083                 f2fs_unlock_op(sbi);
1084         }
1085         return;
1086
1087 sync_out:
1088         if (allocated)
1089                 sync_inode_page(&dn);
1090         f2fs_put_dnode(&dn);
1091 out:
1092         f2fs_unlock_op(sbi);
1093         return;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * get_data_block() now supported readahead/bmap/rw direct_IO with mapped bh.
1098  * If original data blocks are allocated, then give them to blockdev.
1099  * Otherwise,
1100  *     a. preallocate requested block addresses
1101  *     b. do not use extent cache for better performance
1102  *     c. give the block addresses to blockdev
1103  */
1104 static int __get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
1105                         struct buffer_head *bh_result, int create, bool fiemap)
1106 {
1107         unsigned int blkbits = inode->i_sb->s_blocksize_bits;
1108         unsigned maxblocks = bh_result->b_size >> blkbits;
1109         struct dnode_of_data dn;
1110         int mode = create ? ALLOC_NODE : LOOKUP_NODE_RA;
1111         pgoff_t pgofs, end_offset;
1112         int err = 0, ofs = 1;
1113         struct extent_info ei;
1114         bool allocated = false;
1115
1116         /* Get the page offset from the block offset(iblock) */
1117         pgofs = (pgoff_t)(iblock >> (PAGE_CACHE_SHIFT - blkbits));
1118
1119         if (f2fs_lookup_extent_cache(inode, pgofs, &ei)) {
1120                 f2fs_map_bh(inode->i_sb, pgofs, &ei, bh_result);
1121                 goto out;
1122         }
1123
1124         if (create)
1125                 f2fs_lock_op(F2FS_I_SB(inode));
1126
1127         /* When reading holes, we need its node page */
1128         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
1129         err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
1130         if (err) {
1131                 if (err == -ENOENT)
1132                         err = 0;
1133                 goto unlock_out;
1134         }
1135         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR && !fiemap)
1136                 goto put_out;
1137
1138         if (dn.data_blkaddr != NULL_ADDR) {
1139                 set_buffer_new(bh_result);
1140                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
1141         } else if (create) {
1142                 err = __allocate_data_block(&dn);
1143                 if (err)
1144                         goto put_out;
1145                 allocated = true;
1146                 set_buffer_new(bh_result);
1147                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
1148         } else {
1149                 goto put_out;
1150         }
1151
1152         end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
1153         bh_result->b_size = (((size_t)1) << blkbits);
1154         dn.ofs_in_node++;
1155         pgofs++;
1156
1157 get_next:
1158         if (dn.ofs_in_node >= end_offset) {
1159                 if (allocated)
1160                         sync_inode_page(&dn);
1161                 allocated = false;
1162                 f2fs_put_dnode(&dn);
1163
1164                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
1165                 err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
1166                 if (err) {
1167                         if (err == -ENOENT)
1168                                 err = 0;
1169                         goto unlock_out;
1170                 }
1171                 if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR && !fiemap)
1172                         goto put_out;
1173
1174                 end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
1175         }
1176
1177         if (maxblocks > (bh_result->b_size >> blkbits)) {
1178                 block_t blkaddr = datablock_addr(dn.node_page, dn.ofs_in_node);
1179                 if (blkaddr == NULL_ADDR && create) {
1180                         err = __allocate_data_block(&dn);
1181                         if (err)
1182                                 goto sync_out;
1183                         allocated = true;
1184                         blkaddr = dn.data_blkaddr;
1185                 }
1186                 /* Give more consecutive addresses for the readahead */
1187                 if (blkaddr == (bh_result->b_blocknr + ofs)) {
1188                         ofs++;
1189                         dn.ofs_in_node++;
1190                         pgofs++;
1191                         bh_result->b_size += (((size_t)1) << blkbits);
1192                         goto get_next;
1193                 }
1194         }
1195 sync_out:
1196         if (allocated)
1197                 sync_inode_page(&dn);
1198 put_out:
1199         f2fs_put_dnode(&dn);
1200 unlock_out:
1201         if (create)
1202                 f2fs_unlock_op(F2FS_I_SB(inode));
1203 out:
1204         trace_f2fs_get_data_block(inode, iblock, bh_result, err);
1205         return err;
1206 }
1207
1208 static int get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
1209                         struct buffer_head *bh_result, int create)
1210 {
1211         return __get_data_block(inode, iblock, bh_result, create, false);
1212 }
1213
1214 static int get_data_block_fiemap(struct inode *inode, sector_t iblock,
1215                         struct buffer_head *bh_result, int create)
1216 {
1217         return __get_data_block(inode, iblock, bh_result, create, true);
1218 }
1219
1220 int f2fs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
1221                 u64 start, u64 len)
1222 {
1223         return generic_block_fiemap(inode, fieinfo,
1224                                 start, len, get_data_block_fiemap);
1225 }
1226
1227 static int f2fs_read_data_page(struct file *file, struct page *page)
1228 {
1229         struct inode *inode = page->mapping->host;
1230         int ret = -EAGAIN;
1231
1232         trace_f2fs_readpage(page, DATA);
1233
1234         /* If the file has inline data, try to read it directly */
1235         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1236                 ret = f2fs_read_inline_data(inode, page);
1237         if (ret == -EAGAIN)
1238                 ret = mpage_readpage(page, get_data_block);
1239
1240         return ret;
1241 }
1242
1243 static int f2fs_read_data_pages(struct file *file,
1244                         struct address_space *mapping,
1245                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
1246 {
1247         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
1248
1249         /* If the file has inline data, skip readpages */
1250         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1251                 return 0;
1252
1253         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, get_data_block);
1254 }
1255
1256 int do_write_data_page(struct page *page, struct f2fs_io_info *fio)
1257 {
1258         struct inode *inode = page->mapping->host;
1259         struct dnode_of_data dn;
1260         int err = 0;
1261
1262         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
1263         err = get_dnode_of_data(&dn, page->index, LOOKUP_NODE);
1264         if (err)
1265                 return err;
1266
1267         fio->blk_addr = dn.data_blkaddr;
1268
1269         /* This page is already truncated */
1270         if (fio->blk_addr == NULL_ADDR) {
1271                 ClearPageUptodate(page);
1272                 goto out_writepage;
1273         }
1274
1275         set_page_writeback(page);
1276
1277         /*
1278          * If current allocation needs SSR,
1279          * it had better in-place writes for updated data.
1280          */
1281         if (unlikely(fio->blk_addr != NEW_ADDR &&
1282                         !is_cold_data(page) &&
1283                         need_inplace_update(inode))) {
1284                 rewrite_data_page(page, fio);
1285                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_WRITE);
1286         } else {
1287                 write_data_page(page, &dn, fio);
1288                 f2fs_update_extent_cache(&dn);
1289                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_APPEND_WRITE);
1290         }
1291 out_writepage:
1292         f2fs_put_dnode(&dn);
1293         return err;
1294 }
1295
1296 static int f2fs_write_data_page(struct page *page,
1297                                         struct writeback_control *wbc)
1298 {
1299         struct inode *inode = page->mapping->host;
1300         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1301         loff_t i_size = i_size_read(inode);
1302         const pgoff_t end_index = ((unsigned long long) i_size)
1303                                                         >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1304         unsigned offset = 0;
1305         bool need_balance_fs = false;
1306         int err = 0;
1307         struct f2fs_io_info fio = {
1308                 .type = DATA,
1309                 .rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE,
1310         };
1311
1312         trace_f2fs_writepage(page, DATA);
1313
1314         if (page->index < end_index)
1315                 goto write;
1316
1317         /*
1318          * If the offset is out-of-range of file size,
1319          * this page does not have to be written to disk.
1320          */
1321         offset = i_size & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
1322         if ((page->index >= end_index + 1) || !offset)
1323                 goto out;
1324
1325         zero_user_segment(page, offset, PAGE_CACHE_SIZE);
1326 write:
1327         if (unlikely(is_sbi_flag_set(sbi, SBI_POR_DOING)))
1328                 goto redirty_out;
1329         if (f2fs_is_drop_cache(inode))
1330                 goto out;
1331         if (f2fs_is_volatile_file(inode) && !wbc->for_reclaim &&
1332                         available_free_memory(sbi, BASE_CHECK))
1333                 goto redirty_out;
1334
1335         /* Dentry blocks are controlled by checkpoint */
1336         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
1337                 if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi)))
1338                         goto redirty_out;
1339                 err = do_write_data_page(page, &fio);
1340                 goto done;
1341         }
1342
1343         /* we should bypass data pages to proceed the kworkder jobs */
1344         if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi))) {
1345                 SetPageError(page);
1346                 goto out;
1347         }
1348
1349         if (!wbc->for_reclaim)
1350                 need_balance_fs = true;
1351         else if (has_not_enough_free_secs(sbi, 0))
1352                 goto redirty_out;
1353
1354         err = -EAGAIN;
1355         f2fs_lock_op(sbi);
1356         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1357                 err = f2fs_write_inline_data(inode, page);
1358         if (err == -EAGAIN)
1359                 err = do_write_data_page(page, &fio);
1360         f2fs_unlock_op(sbi);
1361 done:
1362         if (err && err != -ENOENT)
1363                 goto redirty_out;
1364
1365         clear_cold_data(page);
1366 out:
1367         inode_dec_dirty_pages(inode);
1368         if (err)
1369                 ClearPageUptodate(page);
1370         unlock_page(page);
1371         if (need_balance_fs)
1372                 f2fs_balance_fs(sbi);
1373         if (wbc->for_reclaim)
1374                 f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
1375         return 0;
1376
1377 redirty_out:
1378         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1379         return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
1380 }
1381
1382 static int __f2fs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
1383                         void *data)
1384 {
1385         struct address_space *mapping = data;
1386         int ret = mapping->a_ops->writepage(page, wbc);
1387         mapping_set_error(mapping, ret);
1388         return ret;
1389 }
1390
1391 static int f2fs_write_data_pages(struct address_space *mapping,
1392                             struct writeback_control *wbc)
1393 {
1394         struct inode *inode = mapping->host;
1395         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1396         bool locked = false;
1397         int ret;
1398         long diff;
1399
1400         trace_f2fs_writepages(mapping->host, wbc, DATA);
1401
1402         /* deal with chardevs and other special file */
1403         if (!mapping->a_ops->writepage)
1404                 return 0;
1405
1406         if (S_ISDIR(inode->i_mode) && wbc->sync_mode == WB_SYNC_NONE &&
1407                         get_dirty_pages(inode) < nr_pages_to_skip(sbi, DATA) &&
1408                         available_free_memory(sbi, DIRTY_DENTS))
1409                 goto skip_write;
1410
1411         diff = nr_pages_to_write(sbi, DATA, wbc);
1412
1413         if (!S_ISDIR(inode->i_mode)) {
1414                 mutex_lock(&sbi->writepages);
1415                 locked = true;
1416         }
1417         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, __f2fs_writepage, mapping);
1418         if (locked)
1419                 mutex_unlock(&sbi->writepages);
1420
1421         f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
1422
1423         remove_dirty_dir_inode(inode);
1424
1425         wbc->nr_to_write = max((long)0, wbc->nr_to_write - diff);
1426         return ret;
1427
1428 skip_write:
1429         wbc->pages_skipped += get_dirty_pages(inode);
1430         return 0;
1431 }
1432
1433 static void f2fs_write_failed(struct address_space *mapping, loff_t to)
1434 {
1435         struct inode *inode = mapping->host;
1436
1437         if (to > inode->i_size) {
1438                 truncate_pagecache(inode, inode->i_size);
1439                 truncate_blocks(inode, inode->i_size, true);
1440         }
1441 }
1442
1443 static int f2fs_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
1444                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
1445                 struct page **pagep, void **fsdata)
1446 {
1447         struct inode *inode = mapping->host;
1448         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1449         struct page *page, *ipage;
1450         pgoff_t index = ((unsigned long long) pos) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1451         struct dnode_of_data dn;
1452         int err = 0;
1453
1454         trace_f2fs_write_begin(inode, pos, len, flags);
1455
1456         f2fs_balance_fs(sbi);
1457
1458         /*
1459          * We should check this at this moment to avoid deadlock on inode page
1460          * and #0 page. The locking rule for inline_data conversion should be:
1461          * lock_page(page #0) -> lock_page(inode_page)
1462          */
1463         if (index != 0) {
1464                 err = f2fs_convert_inline_inode(inode);
1465                 if (err)
1466                         goto fail;
1467         }
1468 repeat:
1469         page = grab_cache_page_write_begin(mapping, index, flags);
1470         if (!page) {
1471                 err = -ENOMEM;
1472                 goto fail;
1473         }
1474
1475         *pagep = page;
1476
1477         f2fs_lock_op(sbi);
1478
1479         /* check inline_data */
1480         ipage = get_node_page(sbi, inode->i_ino);
1481         if (IS_ERR(ipage)) {
1482                 err = PTR_ERR(ipage);
1483                 goto unlock_fail;
1484         }
1485
1486         set_new_dnode(&dn, inode, ipage, ipage, 0);
1487
1488         if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1489                 if (pos + len <= MAX_INLINE_DATA) {
1490                         read_inline_data(page, ipage);
1491                         set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_DATA_EXIST);
1492                         sync_inode_page(&dn);
1493                         goto put_next;
1494                 }
1495                 err = f2fs_convert_inline_page(&dn, page);
1496                 if (err)
1497                         goto put_fail;
1498         }
1499         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
1500         if (err)
1501                 goto put_fail;
1502 put_next:
1503         f2fs_put_dnode(&dn);
1504         f2fs_unlock_op(sbi);
1505
1506         if ((len == PAGE_CACHE_SIZE) || PageUptodate(page))
1507                 return 0;
1508
1509         f2fs_wait_on_page_writeback(page, DATA);
1510
1511         if ((pos & PAGE_CACHE_MASK) >= i_size_read(inode)) {
1512                 unsigned start = pos & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
1513                 unsigned end = start + len;
1514
1515                 /* Reading beyond i_size is simple: memset to zero */
1516                 zero_user_segments(page, 0, start, end, PAGE_CACHE_SIZE);
1517                 goto out;
1518         }
1519
1520         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
1521                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1522         } else {
1523                 struct f2fs_io_info fio = {
1524                         .type = DATA,
1525                         .rw = READ_SYNC,
1526                         .blk_addr = dn.data_blkaddr,
1527                 };
1528                 err = f2fs_submit_page_bio(sbi, page, &fio);
1529                 if (err)
1530                         goto fail;
1531
1532                 lock_page(page);
1533                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
1534                         f2fs_put_page(page, 1);
1535                         err = -EIO;
1536                         goto fail;
1537                 }
1538                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
1539                         f2fs_put_page(page, 1);
1540                         goto repeat;
1541                 }
1542         }
1543 out:
1544         SetPageUptodate(page);
1545         clear_cold_data(page);
1546         return 0;
1547
1548 put_fail:
1549         f2fs_put_dnode(&dn);
1550 unlock_fail:
1551         f2fs_unlock_op(sbi);
1552         f2fs_put_page(page, 1);
1553 fail:
1554         f2fs_write_failed(mapping, pos + len);
1555         return err;
1556 }
1557
1558 static int f2fs_write_end(struct file *file,
1559                         struct address_space *mapping,
1560                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
1561                         struct page *page, void *fsdata)
1562 {
1563         struct inode *inode = page->mapping->host;
1564
1565         trace_f2fs_write_end(inode, pos, len, copied);
1566
1567         set_page_dirty(page);
1568
1569         if (pos + copied > i_size_read(inode)) {
1570                 i_size_write(inode, pos + copied);
1571                 mark_inode_dirty(inode);
1572                 update_inode_page(inode);
1573         }
1574
1575         f2fs_put_page(page, 1);
1576         return copied;
1577 }
1578
1579 static int check_direct_IO(struct inode *inode, int rw,
1580                 struct iov_iter *iter, loff_t offset)
1581 {
1582         unsigned blocksize_mask = inode->i_sb->s_blocksize - 1;
1583
1584         if (rw == READ)
1585                 return 0;
1586
1587         if (offset & blocksize_mask)
1588                 return -EINVAL;
1589
1590         if (iov_iter_alignment(iter) & blocksize_mask)
1591                 return -EINVAL;
1592
1593         return 0;
1594 }
1595
1596 static ssize_t f2fs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb,
1597                 struct iov_iter *iter, loff_t offset)
1598 {
1599         struct file *file = iocb->ki_filp;
1600         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1601         struct inode *inode = mapping->host;
1602         size_t count = iov_iter_count(iter);
1603         int err;
1604
1605         /* we don't need to use inline_data strictly */
1606         if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1607                 err = f2fs_convert_inline_inode(inode);
1608                 if (err)
1609                         return err;
1610         }
1611
1612         if (check_direct_IO(inode, rw, iter, offset))
1613                 return 0;
1614
1615         trace_f2fs_direct_IO_enter(inode, offset, count, rw);
1616
1617         if (rw & WRITE)
1618                 __allocate_data_blocks(inode, offset, count);
1619
1620         err = blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, iter, offset, get_data_block);
1621         if (err < 0 && (rw & WRITE))
1622                 f2fs_write_failed(mapping, offset + count);
1623
1624         trace_f2fs_direct_IO_exit(inode, offset, count, rw, err);
1625
1626         return err;
1627 }
1628
1629 void f2fs_invalidate_page(struct page *page, unsigned int offset,
1630                                                         unsigned int length)
1631 {
1632         struct inode *inode = page->mapping->host;
1633         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
1634
1635         if (inode->i_ino >= F2FS_ROOT_INO(sbi) &&
1636                 (offset % PAGE_CACHE_SIZE || length != PAGE_CACHE_SIZE))
1637                 return;
1638
1639         if (PageDirty(page)) {
1640                 if (inode->i_ino == F2FS_META_INO(sbi))
1641                         dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_META);
1642                 else if (inode->i_ino == F2FS_NODE_INO(sbi))
1643                         dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_NODES);
1644                 else
1645                         inode_dec_dirty_pages(inode);
1646         }
1647         ClearPagePrivate(page);
1648 }
1649
1650 int f2fs_release_page(struct page *page, gfp_t wait)
1651 {
1652         /* If this is dirty page, keep PagePrivate */
1653         if (PageDirty(page))
1654                 return 0;
1655
1656         ClearPagePrivate(page);
1657         return 1;
1658 }
1659
1660 static int f2fs_set_data_page_dirty(struct page *page)
1661 {
1662         struct address_space *mapping = page->mapping;
1663         struct inode *inode = mapping->host;
1664
1665         trace_f2fs_set_page_dirty(page, DATA);
1666
1667         SetPageUptodate(page);
1668
1669         if (f2fs_is_atomic_file(inode)) {
1670                 register_inmem_page(inode, page);
1671                 return 1;
1672         }
1673
1674         mark_inode_dirty(inode);
1675
1676         if (!PageDirty(page)) {
1677                 __set_page_dirty_nobuffers(page);
1678                 update_dirty_page(inode, page);
1679                 return 1;
1680         }
1681         return 0;
1682 }
1683
1684 static sector_t f2fs_bmap(struct address_space *mapping, sector_t block)
1685 {
1686         struct inode *inode = mapping->host;
1687
1688         /* we don't need to use inline_data strictly */
1689         if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1690                 int err = f2fs_convert_inline_inode(inode);
1691                 if (err)
1692                         return err;
1693         }
1694         return generic_block_bmap(mapping, block, get_data_block);
1695 }
1696
1697 void init_extent_cache_info(struct f2fs_sb_info *sbi)
1698 {
1699         INIT_RADIX_TREE(&sbi->extent_tree_root, GFP_NOIO);
1700         init_rwsem(&sbi->extent_tree_lock);
1701         INIT_LIST_HEAD(&sbi->extent_list);
1702         spin_lock_init(&sbi->extent_lock);
1703         sbi->total_ext_tree = 0;
1704         atomic_set(&sbi->total_ext_node, 0);
1705 }
1706
1707 int __init create_extent_cache(void)
1708 {
1709         extent_tree_slab = f2fs_kmem_cache_create("f2fs_extent_tree",
1710                         sizeof(struct extent_tree));
1711         if (!extent_tree_slab)
1712                 return -ENOMEM;
1713         extent_node_slab = f2fs_kmem_cache_create("f2fs_extent_node",
1714                         sizeof(struct extent_node));
1715         if (!extent_node_slab) {
1716                 kmem_cache_destroy(extent_tree_slab);
1717                 return -ENOMEM;
1718         }
1719         return 0;
1720 }
1721
1722 void destroy_extent_cache(void)
1723 {
1724         kmem_cache_destroy(extent_node_slab);
1725         kmem_cache_destroy(extent_tree_slab);
1726 }
1727
1728 const struct address_space_operations f2fs_dblock_aops = {
1729         .readpage       = f2fs_read_data_page,
1730         .readpages      = f2fs_read_data_pages,
1731         .writepage      = f2fs_write_data_page,
1732         .writepages     = f2fs_write_data_pages,
1733         .write_begin    = f2fs_write_begin,
1734         .write_end      = f2fs_write_end,
1735         .set_page_dirty = f2fs_set_data_page_dirty,
1736         .invalidatepage = f2fs_invalidate_page,
1737         .releasepage    = f2fs_release_page,
1738         .direct_IO      = f2fs_direct_IO,
1739         .bmap           = f2fs_bmap,
1740 };