fs/f2fs/data.c

   1 /*
   2  * fs/f2fs/data.c
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012 Samsung Electronics Co., Ltd.
   5  *             http://www.samsung.com/
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 #include <linux/fs.h>
  12 #include <linux/f2fs_fs.h>
  13 #include <linux/buffer_head.h>
  14 #include <linux/mpage.h>
  15 #include <linux/aio.h>
  16 #include <linux/writeback.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/blkdev.h>
  19 #include <linux/bio.h>
  20 #include <linux/prefetch.h>
  21
  22 #include "f2fs.h"
  23 #include "node.h"
  24 #include "segment.h"
  25 #include <trace/events/f2fs.h>
  26
  27 static void f2fs_read_end_io(struct bio *bio, int err)
  28 {
  29         struct bio_vec *bvec;
  30         int i;
  31
  32         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
  33                 struct page *page = bvec->bv_page;
  34
  35                 if (!err) {
  36                         SetPageUptodate(page);
  37                 } else {
  38                         ClearPageUptodate(page);
  39                         SetPageError(page);
  40                 }
  41                 unlock_page(page);
  42         }
  43         bio_put(bio);
  44 }
  45
  46 static void f2fs_write_end_io(struct bio *bio, int err)
  47 {
  48         struct f2fs_sb_info *sbi = bio->bi_private;
  49         struct bio_vec *bvec;
  50         int i;
  51
  52         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i) {
  53                 struct page *page = bvec->bv_page;
  54
  55                 if (unlikely(err)) {
  56                         set_page_dirty(page);
  57                         set_bit(AS_EIO, &page->mapping->flags);
  58                         f2fs_stop_checkpoint(sbi);
  59                 }
  60                 end_page_writeback(page);
  61                 dec_page_count(sbi, F2FS_WRITEBACK);
  62         }
  63
  64         if (sbi->wait_io) {
  65                 complete(sbi->wait_io);
  66                 sbi->wait_io = NULL;
  67         }
  68
  69         if (!get_pages(sbi, F2FS_WRITEBACK) &&
  70                         !list_empty(&sbi->cp_wait.task_list))
  71                 wake_up(&sbi->cp_wait);
  72
  73         bio_put(bio);
  74 }
  75
  76 /*
  77  * Low-level block read/write IO operations.
  78  */
  79 static struct bio *__bio_alloc(struct f2fs_sb_info *sbi, block_t blk_addr,
  80                                 int npages, bool is_read)
  81 {
  82         struct bio *bio;
  83
  84         /* No failure on bio allocation */
  85         bio = bio_alloc(GFP_NOIO, npages);
  86
  87         bio->bi_bdev = sbi->sb->s_bdev;
  88         bio->bi_iter.bi_sector = SECTOR_FROM_BLOCK(blk_addr);
  89         bio->bi_end_io = is_read ? f2fs_read_end_io : f2fs_write_end_io;
  90         bio->bi_private = sbi;
  91
  92         return bio;
  93 }
  94
  95 static void __submit_merged_bio(struct f2fs_bio_info *io)
  96 {
  97         struct f2fs_io_info *fio = &io->fio;
  98         int rw;
  99
 100         if (!io->bio)
 101                 return;
 102
 103         rw = fio->rw;
 104
 105         if (is_read_io(rw)) {
 106                 trace_f2fs_submit_read_bio(io->sbi->sb, rw,
 107                                                 fio->type, io->bio);
 108                 submit_bio(rw, io->bio);
 109         } else {
 110                 trace_f2fs_submit_write_bio(io->sbi->sb, rw,
 111                                                 fio->type, io->bio);
 112                 /*
 113                  * META_FLUSH is only from the checkpoint procedure, and we
 114                  * should wait this metadata bio for FS consistency.
 115                  */
 116                 if (fio->type == META_FLUSH) {
 117                         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(wait);
 118                         io->sbi->wait_io = &wait;
 119                         submit_bio(rw, io->bio);
 120                         wait_for_completion(&wait);
 121                 } else {
 122                         submit_bio(rw, io->bio);
 123                 }
 124         }
 125
 126         io->bio = NULL;
 127 }
 128
 129 void f2fs_submit_merged_bio(struct f2fs_sb_info *sbi,
 130                                 enum page_type type, int rw)
 131 {
 132         enum page_type btype = PAGE_TYPE_OF_BIO(type);
 133         struct f2fs_bio_info *io;
 134
 135         io = is_read_io(rw) ? &sbi->read_io : &sbi->write_io[btype];
 136
 137         down_write(&io->io_rwsem);
 138
 139         /* change META to META_FLUSH in the checkpoint procedure */
 140         if (type >= META_FLUSH) {
 141                 io->fio.type = META_FLUSH;
 142                 if (test_opt(sbi, NOBARRIER))
 143                         io->fio.rw = WRITE_FLUSH | REQ_META | REQ_PRIO;
 144                 else
 145                         io->fio.rw = WRITE_FLUSH_FUA | REQ_META | REQ_PRIO;
 146         }
 147         __submit_merged_bio(io);
 148         up_write(&io->io_rwsem);
 149 }
 150
 151 /*
 152  * Fill the locked page with data located in the block address.
 153  * Return unlocked page.
 154  */
 155 int f2fs_submit_page_bio(struct f2fs_sb_info *sbi, struct page *page,
 156                                         block_t blk_addr, int rw)
 157 {
 158         struct bio *bio;
 159
 160         trace_f2fs_submit_page_bio(page, blk_addr, rw);
 161
 162         /* Allocate a new bio */
 163         bio = __bio_alloc(sbi, blk_addr, 1, is_read_io(rw));
 164
 165         if (bio_add_page(bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0) < PAGE_CACHE_SIZE) {
 166                 bio_put(bio);
 167                 f2fs_put_page(page, 1);
 168                 return -EFAULT;
 169         }
 170
 171         submit_bio(rw, bio);
 172         return 0;
 173 }
 174
 175 void f2fs_submit_page_mbio(struct f2fs_sb_info *sbi, struct page *page,
 176                         block_t blk_addr, struct f2fs_io_info *fio)
 177 {
 178         enum page_type btype = PAGE_TYPE_OF_BIO(fio->type);
 179         struct f2fs_bio_info *io;
 180         bool is_read = is_read_io(fio->rw);
 181
 182         io = is_read ? &sbi->read_io : &sbi->write_io[btype];
 183
 184         verify_block_addr(sbi, blk_addr);
 185
 186         down_write(&io->io_rwsem);
 187
 188         if (!is_read)
 189                 inc_page_count(sbi, F2FS_WRITEBACK);
 190
 191         if (io->bio && (io->last_block_in_bio != blk_addr - 1 ||
 192                                                 io->fio.rw != fio->rw))
 193                 __submit_merged_bio(io);
 194 alloc_new:
 195         if (io->bio == NULL) {
 196                 int bio_blocks = MAX_BIO_BLOCKS(sbi);
 197
 198                 io->bio = __bio_alloc(sbi, blk_addr, bio_blocks, is_read);
 199                 io->fio = *fio;
 200         }
 201
 202         if (bio_add_page(io->bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0) <
 203                                                         PAGE_CACHE_SIZE) {
 204                 __submit_merged_bio(io);
 205                 goto alloc_new;
 206         }
 207
 208         io->last_block_in_bio = blk_addr;
 209
 210         up_write(&io->io_rwsem);
 211         trace_f2fs_submit_page_mbio(page, fio->rw, fio->type, blk_addr);
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Lock ordering for the change of data block address:
 216  * ->data_page
 217  *  ->node_page
 218  *    update block addresses in the node page
 219  */
 220 static void __set_data_blkaddr(struct dnode_of_data *dn, block_t new_addr)
 221 {
 222         struct f2fs_node *rn;
 223         __le32 *addr_array;
 224         struct page *node_page = dn->node_page;
 225         unsigned int ofs_in_node = dn->ofs_in_node;
 226
 227         f2fs_wait_on_page_writeback(node_page, NODE);
 228
 229         rn = F2FS_NODE(node_page);
 230
 231         /* Get physical address of data block */
 232         addr_array = blkaddr_in_node(rn);
 233         addr_array[ofs_in_node] = cpu_to_le32(new_addr);
 234         set_page_dirty(node_page);
 235 }
 236
 237 int reserve_new_block(struct dnode_of_data *dn)
 238 {
 239         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(dn->inode);
 240
 241         if (unlikely(is_inode_flag_set(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_ALLOC)))
 242                 return -EPERM;
 243         if (unlikely(!inc_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1)))
 244                 return -ENOSPC;
 245
 246         trace_f2fs_reserve_new_block(dn->inode, dn->nid, dn->ofs_in_node);
 247
 248         __set_data_blkaddr(dn, NEW_ADDR);
 249         dn->data_blkaddr = NEW_ADDR;
 250         mark_inode_dirty(dn->inode);
 251         sync_inode_page(dn);
 252         return 0;
 253 }
 254
 255 int f2fs_reserve_block(struct dnode_of_data *dn, pgoff_t index)
 256 {
 257         bool need_put = dn->inode_page ? false : true;
 258         int err;
 259
 260         err = get_dnode_of_data(dn, index, ALLOC_NODE);
 261         if (err)
 262                 return err;
 263
 264         if (dn->data_blkaddr == NULL_ADDR)
 265                 err = reserve_new_block(dn);
 266         if (err || need_put)
 267                 f2fs_put_dnode(dn);
 268         return err;
 269 }
 270
 271 static int check_extent_cache(struct inode *inode, pgoff_t pgofs,
 272                                         struct buffer_head *bh_result)
 273 {
 274         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
 275         pgoff_t start_fofs, end_fofs;
 276         block_t start_blkaddr;
 277
 278         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 279                 return 0;
 280
 281         read_lock(&fi->ext.ext_lock);
 282         if (fi->ext.len == 0) {
 283                 read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 284                 return 0;
 285         }
 286
 287         stat_inc_total_hit(inode->i_sb);
 288
 289         start_fofs = fi->ext.fofs;
 290         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 291         start_blkaddr = fi->ext.blk_addr;
 292
 293         if (pgofs >= start_fofs && pgofs <= end_fofs) {
 294                 unsigned int blkbits = inode->i_sb->s_blocksize_bits;
 295                 size_t count;
 296
 297                 clear_buffer_new(bh_result);
 298                 map_bh(bh_result, inode->i_sb,
 299                                 start_blkaddr + pgofs - start_fofs);
 300                 count = end_fofs - pgofs + 1;
 301                 if (count < (UINT_MAX >> blkbits))
 302                         bh_result->b_size = (count << blkbits);
 303                 else
 304                         bh_result->b_size = UINT_MAX;
 305
 306                 stat_inc_read_hit(inode->i_sb);
 307                 read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 308                 return 1;
 309         }
 310         read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 311         return 0;
 312 }
 313
 314 void update_extent_cache(block_t blk_addr, struct dnode_of_data *dn)
 315 {
 316         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(dn->inode);
 317         pgoff_t fofs, start_fofs, end_fofs;
 318         block_t start_blkaddr, end_blkaddr;
 319         int need_update = true;
 320
 321         f2fs_bug_on(F2FS_I_SB(dn->inode), blk_addr == NEW_ADDR);
 322         fofs = start_bidx_of_node(ofs_of_node(dn->node_page), fi) +
 323                                                         dn->ofs_in_node;
 324
 325         /* Update the page address in the parent node */
 326         __set_data_blkaddr(dn, blk_addr);
 327
 328         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 329                 return;
 330
 331         write_lock(&fi->ext.ext_lock);
 332
 333         start_fofs = fi->ext.fofs;
 334         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 335         start_blkaddr = fi->ext.blk_addr;
 336         end_blkaddr = fi->ext.blk_addr + fi->ext.len - 1;
 337
 338         /* Drop and initialize the matched extent */
 339         if (fi->ext.len == 1 && fofs == start_fofs)
 340                 fi->ext.len = 0;
 341
 342         /* Initial extent */
 343         if (fi->ext.len == 0) {
 344                 if (blk_addr != NULL_ADDR) {
 345                         fi->ext.fofs = fofs;
 346                         fi->ext.blk_addr = blk_addr;
 347                         fi->ext.len = 1;
 348                 }
 349                 goto end_update;
 350         }
 351
 352         /* Front merge */
 353         if (fofs == start_fofs - 1 && blk_addr == start_blkaddr - 1) {
 354                 fi->ext.fofs--;
 355                 fi->ext.blk_addr--;
 356                 fi->ext.len++;
 357                 goto end_update;
 358         }
 359
 360         /* Back merge */
 361         if (fofs == end_fofs + 1 && blk_addr == end_blkaddr + 1) {
 362                 fi->ext.len++;
 363                 goto end_update;
 364         }
 365
 366         /* Split the existing extent */
 367         if (fi->ext.len > 1 &&
 368                 fofs >= start_fofs && fofs <= end_fofs) {
 369                 if ((end_fofs - fofs) < (fi->ext.len >> 1)) {
 370                         fi->ext.len = fofs - start_fofs;
 371                 } else {
 372                         fi->ext.fofs = fofs + 1;
 373                         fi->ext.blk_addr = start_blkaddr +
 374                                         fofs - start_fofs + 1;
 375                         fi->ext.len -= fofs - start_fofs + 1;
 376                 }
 377         } else {
 378                 need_update = false;
 379         }
 380
 381         /* Finally, if the extent is very fragmented, let's drop the cache. */
 382         if (fi->ext.len < F2FS_MIN_EXTENT_LEN) {
 383                 fi->ext.len = 0;
 384                 set_inode_flag(fi, FI_NO_EXTENT);
 385                 need_update = true;
 386         }
 387 end_update:
 388         write_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 389         if (need_update)
 390                 sync_inode_page(dn);
 391         return;
 392 }
 393
 394 struct page *find_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index, bool sync)
 395 {
 396         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 397         struct dnode_of_data dn;
 398         struct page *page;
 399         int err;
 400
 401         page = find_get_page(mapping, index);
 402         if (page && PageUptodate(page))
 403                 return page;
 404         f2fs_put_page(page, 0);
 405
 406         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 407         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 408         if (err)
 409                 return ERR_PTR(err);
 410         f2fs_put_dnode(&dn);
 411
 412         if (dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)
 413                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 414
 415         /* By fallocate(), there is no cached page, but with NEW_ADDR */
 416         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NEW_ADDR))
 417                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 418
 419         page = grab_cache_page(mapping, index);
 420         if (!page)
 421                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 422
 423         if (PageUptodate(page)) {
 424                 unlock_page(page);
 425                 return page;
 426         }
 427
 428         err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, dn.data_blkaddr,
 429                                         sync ? READ_SYNC : READA);
 430         if (err)
 431                 return ERR_PTR(err);
 432
 433         if (sync) {
 434                 wait_on_page_locked(page);
 435                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 436                         f2fs_put_page(page, 0);
 437                         return ERR_PTR(-EIO);
 438                 }
 439         }
 440         return page;
 441 }
 442
 443 /*
 444  * If it tries to access a hole, return an error.
 445  * Because, the callers, functions in dir.c and GC, should be able to know
 446  * whether this page exists or not.
 447  */
 448 struct page *get_lock_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index)
 449 {
 450         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 451         struct dnode_of_data dn;
 452         struct page *page;
 453         int err;
 454
 455 repeat:
 456         page = grab_cache_page(mapping, index);
 457         if (!page)
 458                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 459
 460         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 461         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 462         if (err) {
 463                 f2fs_put_page(page, 1);
 464                 return ERR_PTR(err);
 465         }
 466         f2fs_put_dnode(&dn);
 467
 468         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)) {
 469                 f2fs_put_page(page, 1);
 470                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 471         }
 472
 473         if (PageUptodate(page))
 474                 return page;
 475
 476         /*
 477          * A new dentry page is allocated but not able to be written, since its
 478          * new inode page couldn't be allocated due to -ENOSPC.
 479          * In such the case, its blkaddr can be remained as NEW_ADDR.
 480          * see, f2fs_add_link -> get_new_data_page -> init_inode_metadata.
 481          */
 482         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 483                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 484                 SetPageUptodate(page);
 485                 return page;
 486         }
 487
 488         err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page,
 489                                         dn.data_blkaddr, READ_SYNC);
 490         if (err)
 491                 return ERR_PTR(err);
 492
 493         lock_page(page);
 494         if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 495                 f2fs_put_page(page, 1);
 496                 return ERR_PTR(-EIO);
 497         }
 498         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 499                 f2fs_put_page(page, 1);
 500                 goto repeat;
 501         }
 502         return page;
 503 }
 504
 505 /*
 506  * Caller ensures that this data page is never allocated.
 507  * A new zero-filled data page is allocated in the page cache.
 508  *
 509  * Also, caller should grab and release a rwsem by calling f2fs_lock_op() and
 510  * f2fs_unlock_op().
 511  * Note that, ipage is set only by make_empty_dir.
 512  */
 513 struct page *get_new_data_page(struct inode *inode,
 514                 struct page *ipage, pgoff_t index, bool new_i_size)
 515 {
 516         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 517         struct page *page;
 518         struct dnode_of_data dn;
 519         int err;
 520
 521         set_new_dnode(&dn, inode, ipage, NULL, 0);
 522         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
 523         if (err)
 524                 return ERR_PTR(err);
 525 repeat:
 526         page = grab_cache_page(mapping, index);
 527         if (!page) {
 528                 err = -ENOMEM;
 529                 goto put_err;
 530         }
 531
 532         if (PageUptodate(page))
 533                 return page;
 534
 535         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 536                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 537                 SetPageUptodate(page);
 538         } else {
 539                 err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page,
 540                                                 dn.data_blkaddr, READ_SYNC);
 541                 if (err)
 542                         goto put_err;
 543
 544                 lock_page(page);
 545                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 546                         f2fs_put_page(page, 1);
 547                         err = -EIO;
 548                         goto put_err;
 549                 }
 550                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 551                         f2fs_put_page(page, 1);
 552                         goto repeat;
 553                 }
 554         }
 555
 556         if (new_i_size &&
 557                 i_size_read(inode) < ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT)) {
 558                 i_size_write(inode, ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT));
 559                 /* Only the directory inode sets new_i_size */
 560                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_DIR);
 561         }
 562         return page;
 563
 564 put_err:
 565         f2fs_put_dnode(&dn);
 566         return ERR_PTR(err);
 567 }
 568
 569 static int __allocate_data_block(struct dnode_of_data *dn)
 570 {
 571         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(dn->inode);
 572         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(dn->inode);
 573         struct f2fs_summary sum;
 574         block_t new_blkaddr;
 575         struct node_info ni;
 576         pgoff_t fofs;
 577         int type;
 578
 579         if (unlikely(is_inode_flag_set(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_ALLOC)))
 580                 return -EPERM;
 581         if (unlikely(!inc_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1)))
 582                 return -ENOSPC;
 583
 584         __set_data_blkaddr(dn, NEW_ADDR);
 585         dn->data_blkaddr = NEW_ADDR;
 586
 587         get_node_info(sbi, dn->nid, &ni);
 588         set_summary(&sum, dn->nid, dn->ofs_in_node, ni.version);
 589
 590         type = CURSEG_WARM_DATA;
 591
 592         allocate_data_block(sbi, NULL, NULL_ADDR, &new_blkaddr, &sum, type);
 593
 594         /* direct IO doesn't use extent cache to maximize the performance */
 595         set_inode_flag(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_EXTENT);
 596         update_extent_cache(new_blkaddr, dn);
 597         clear_inode_flag(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_EXTENT);
 598
 599         /* update i_size */
 600         fofs = start_bidx_of_node(ofs_of_node(dn->node_page), fi) +
 601                                                         dn->ofs_in_node;
 602         if (i_size_read(dn->inode) < ((fofs + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT))
 603                 i_size_write(dn->inode, ((fofs + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT));
 604
 605         dn->data_blkaddr = new_blkaddr;
 606         return 0;
 607 }
 608
 609 /*
 610  * get_data_block() now supported readahead/bmap/rw direct_IO with mapped bh.
 611  * If original data blocks are allocated, then give them to blockdev.
 612  * Otherwise,
 613  *     a. preallocate requested block addresses
 614  *     b. do not use extent cache for better performance
 615  *     c. give the block addresses to blockdev
 616  */
 617 static int __get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 618                         struct buffer_head *bh_result, int create, bool fiemap)
 619 {
 620         unsigned int blkbits = inode->i_sb->s_blocksize_bits;
 621         unsigned maxblocks = bh_result->b_size >> blkbits;
 622         struct dnode_of_data dn;
 623         int mode = create ? ALLOC_NODE : LOOKUP_NODE_RA;
 624         pgoff_t pgofs, end_offset;
 625         int err = 0, ofs = 1;
 626         bool allocated = false;
 627
 628         /* Get the page offset from the block offset(iblock) */
 629         pgofs = (pgoff_t)(iblock >> (PAGE_CACHE_SHIFT - blkbits));
 630
 631         if (check_extent_cache(inode, pgofs, bh_result))
 632                 goto out;
 633
 634         if (create) {
 635                 f2fs_balance_fs(F2FS_I_SB(inode));
 636                 f2fs_lock_op(F2FS_I_SB(inode));
 637         }
 638
 639         /* When reading holes, we need its node page */
 640         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 641         err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
 642         if (err) {
 643                 if (err == -ENOENT)
 644                         err = 0;
 645                 goto unlock_out;
 646         }
 647         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR && !fiemap)
 648                 goto put_out;
 649
 650         if (dn.data_blkaddr != NULL_ADDR) {
 651                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
 652         } else if (create) {
 653                 err = __allocate_data_block(&dn);
 654                 if (err)
 655                         goto put_out;
 656                 allocated = true;
 657                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
 658         } else {
 659                 goto put_out;
 660         }
 661
 662         end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
 663         bh_result->b_size = (((size_t)1) << blkbits);
 664         dn.ofs_in_node++;
 665         pgofs++;
 666
 667 get_next:
 668         if (dn.ofs_in_node >= end_offset) {
 669                 if (allocated)
 670                         sync_inode_page(&dn);
 671                 allocated = false;
 672                 f2fs_put_dnode(&dn);
 673
 674                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 675                 err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
 676                 if (err) {
 677                         if (err == -ENOENT)
 678                                 err = 0;
 679                         goto unlock_out;
 680                 }
 681                 if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR && !fiemap)
 682                         goto put_out;
 683
 684                 end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
 685         }
 686
 687         if (maxblocks > (bh_result->b_size >> blkbits)) {
 688                 block_t blkaddr = datablock_addr(dn.node_page, dn.ofs_in_node);
 689                 if (blkaddr == NULL_ADDR && create) {
 690                         err = __allocate_data_block(&dn);
 691                         if (err)
 692                                 goto sync_out;
 693                         allocated = true;
 694                         blkaddr = dn.data_blkaddr;
 695                 }
 696                 /* Give more consecutive addresses for the readahead */
 697                 if (blkaddr == (bh_result->b_blocknr + ofs)) {
 698                         ofs++;
 699                         dn.ofs_in_node++;
 700                         pgofs++;
 701                         bh_result->b_size += (((size_t)1) << blkbits);
 702                         goto get_next;
 703                 }
 704         }
 705 sync_out:
 706         if (allocated)
 707                 sync_inode_page(&dn);
 708 put_out:
 709         f2fs_put_dnode(&dn);
 710 unlock_out:
 711         if (create)
 712                 f2fs_unlock_op(F2FS_I_SB(inode));
 713 out:
 714         trace_f2fs_get_data_block(inode, iblock, bh_result, err);
 715         return err;
 716 }
 717
 718 static int get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 719                         struct buffer_head *bh_result, int create)
 720 {
 721         return __get_data_block(inode, iblock, bh_result, create, false);
 722 }
 723
 724 static int get_data_block_fiemap(struct inode *inode, sector_t iblock,
 725                         struct buffer_head *bh_result, int create)
 726 {
 727         return __get_data_block(inode, iblock, bh_result, create, true);
 728 }
 729
 730 int f2fs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
 731                 u64 start, u64 len)
 732 {
 733         return generic_block_fiemap(inode, fieinfo,
 734                                 start, len, get_data_block_fiemap);
 735 }
 736
 737 static int f2fs_read_data_page(struct file *file, struct page *page)
 738 {
 739         struct inode *inode = page->mapping->host;
 740         int ret;
 741
 742         trace_f2fs_readpage(page, DATA);
 743
 744         /* If the file has inline data, try to read it directly */
 745         if (f2fs_has_inline_data(inode))
 746                 ret = f2fs_read_inline_data(inode, page);
 747         else
 748                 ret = mpage_readpage(page, get_data_block);
 749
 750         return ret;
 751 }
 752
 753 static int f2fs_read_data_pages(struct file *file,
 754                         struct address_space *mapping,
 755                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 756 {
 757         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 758
 759         /* If the file has inline data, skip readpages */
 760         if (f2fs_has_inline_data(inode))
 761                 return 0;
 762
 763         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, get_data_block);
 764 }
 765
 766 int do_write_data_page(struct page *page, struct f2fs_io_info *fio)
 767 {
 768         struct inode *inode = page->mapping->host;
 769         block_t old_blkaddr, new_blkaddr;
 770         struct dnode_of_data dn;
 771         int err = 0;
 772
 773         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 774         err = get_dnode_of_data(&dn, page->index, LOOKUP_NODE);
 775         if (err)
 776                 return err;
 777
 778         old_blkaddr = dn.data_blkaddr;
 779
 780         /* This page is already truncated */
 781         if (old_blkaddr == NULL_ADDR)
 782                 goto out_writepage;
 783
 784         set_page_writeback(page);
 785
 786         /*
 787          * If current allocation needs SSR,
 788          * it had better in-place writes for updated data.
 789          */
 790         if (unlikely(old_blkaddr != NEW_ADDR &&
 791                         !is_cold_data(page) &&
 792                         need_inplace_update(inode))) {
 793                 rewrite_data_page(page, old_blkaddr, fio);
 794                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_WRITE);
 795         } else {
 796                 write_data_page(page, &dn, &new_blkaddr, fio);
 797                 update_extent_cache(new_blkaddr, &dn);
 798                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_APPEND_WRITE);
 799         }
 800 out_writepage:
 801         f2fs_put_dnode(&dn);
 802         return err;
 803 }
 804
 805 static int f2fs_write_data_page(struct page *page,
 806                                         struct writeback_control *wbc)
 807 {
 808         struct inode *inode = page->mapping->host;
 809         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 810         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 811         const pgoff_t end_index = ((unsigned long long) i_size)
 812                                                         >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 813         unsigned offset = 0;
 814         bool need_balance_fs = false;
 815         int err = 0;
 816         struct f2fs_io_info fio = {
 817                 .type = DATA,
 818                 .rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE,
 819         };
 820
 821         trace_f2fs_writepage(page, DATA);
 822
 823         if (page->index < end_index)
 824                 goto write;
 825
 826         /*
 827          * If the offset is out-of-range of file size,
 828          * this page does not have to be written to disk.
 829          */
 830         offset = i_size & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 831         if ((page->index >= end_index + 1) || !offset)
 832                 goto out;
 833
 834         zero_user_segment(page, offset, PAGE_CACHE_SIZE);
 835 write:
 836         if (unlikely(sbi->por_doing))
 837                 goto redirty_out;
 838
 839         /* Dentry blocks are controlled by checkpoint */
 840         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
 841                 if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi)))
 842                         goto redirty_out;
 843                 err = do_write_data_page(page, &fio);
 844                 goto done;
 845         }
 846
 847         /* we should bypass data pages to proceed the kworkder jobs */
 848         if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi))) {
 849                 SetPageError(page);
 850                 unlock_page(page);
 851                 goto out;
 852         }
 853
 854         if (!wbc->for_reclaim)
 855                 need_balance_fs = true;
 856         else if (has_not_enough_free_secs(sbi, 0))
 857                 goto redirty_out;
 858
 859         f2fs_lock_op(sbi);
 860         if (f2fs_has_inline_data(inode) || f2fs_may_inline(inode))
 861                 err = f2fs_write_inline_data(inode, page, offset);
 862         else
 863                 err = do_write_data_page(page, &fio);
 864         f2fs_unlock_op(sbi);
 865 done:
 866         if (err && err != -ENOENT)
 867                 goto redirty_out;
 868
 869         clear_cold_data(page);
 870 out:
 871         inode_dec_dirty_pages(inode);
 872         unlock_page(page);
 873         if (need_balance_fs)
 874                 f2fs_balance_fs(sbi);
 875         if (wbc->for_reclaim)
 876                 f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
 877         return 0;
 878
 879 redirty_out:
 880         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
 881         return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
 882 }
 883
 884 static int __f2fs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
 885                         void *data)
 886 {
 887         struct address_space *mapping = data;
 888         int ret = mapping->a_ops->writepage(page, wbc);
 889         mapping_set_error(mapping, ret);
 890         return ret;
 891 }
 892
 893 static int f2fs_write_data_pages(struct address_space *mapping,
 894                             struct writeback_control *wbc)
 895 {
 896         struct inode *inode = mapping->host;
 897         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 898         bool locked = false;
 899         int ret;
 900         long diff;
 901
 902         trace_f2fs_writepages(mapping->host, wbc, DATA);
 903
 904         /* deal with chardevs and other special file */
 905         if (!mapping->a_ops->writepage)
 906                 return 0;
 907
 908         if (S_ISDIR(inode->i_mode) && wbc->sync_mode == WB_SYNC_NONE &&
 909                         get_dirty_pages(inode) < nr_pages_to_skip(sbi, DATA) &&
 910                         available_free_memory(sbi, DIRTY_DENTS))
 911                 goto skip_write;
 912
 913         diff = nr_pages_to_write(sbi, DATA, wbc);
 914
 915         if (!S_ISDIR(inode->i_mode)) {
 916                 mutex_lock(&sbi->writepages);
 917                 locked = true;
 918         }
 919         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, __f2fs_writepage, mapping);
 920         if (locked)
 921                 mutex_unlock(&sbi->writepages);
 922
 923         f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
 924
 925         remove_dirty_dir_inode(inode);
 926
 927         wbc->nr_to_write = max((long)0, wbc->nr_to_write - diff);
 928         return ret;
 929
 930 skip_write:
 931         wbc->pages_skipped += get_dirty_pages(inode);
 932         return 0;
 933 }
 934
 935 static void f2fs_write_failed(struct address_space *mapping, loff_t to)
 936 {
 937         struct inode *inode = mapping->host;
 938
 939         if (to > inode->i_size) {
 940                 truncate_pagecache(inode, inode->i_size);
 941                 truncate_blocks(inode, inode->i_size, true);
 942         }
 943 }
 944
 945 static int f2fs_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 946                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 947                 struct page **pagep, void **fsdata)
 948 {
 949         struct inode *inode = mapping->host;
 950         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 951         struct page *page, *ipage;
 952         pgoff_t index = ((unsigned long long) pos) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 953         struct dnode_of_data dn;
 954         int err = 0;
 955
 956         trace_f2fs_write_begin(inode, pos, len, flags);
 957
 958         f2fs_balance_fs(sbi);
 959 repeat:
 960         err = f2fs_convert_inline_data(inode, pos + len, NULL);
 961         if (err)
 962                 goto fail;
 963
 964         page = grab_cache_page_write_begin(mapping, index, flags);
 965         if (!page) {
 966                 err = -ENOMEM;
 967                 goto fail;
 968         }
 969
 970         /* to avoid latency during memory pressure */
 971         unlock_page(page);
 972
 973         *pagep = page;
 974
 975         if (f2fs_has_inline_data(inode) && (pos + len) <= MAX_INLINE_DATA)
 976                 goto inline_data;
 977
 978         f2fs_lock_op(sbi);
 979
 980         /* check inline_data */
 981         ipage = get_node_page(sbi, inode->i_ino);
 982         if (IS_ERR(ipage))
 983                 goto unlock_fail;
 984
 985         if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
 986                 f2fs_put_page(ipage, 1);
 987                 f2fs_unlock_op(sbi);
 988                 f2fs_put_page(page, 0);
 989                 goto repeat;
 990         }
 991
 992         set_new_dnode(&dn, inode, ipage, NULL, 0);
 993         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
 994         if (err)
 995                 goto unlock_fail;
 996         f2fs_put_dnode(&dn);
 997         f2fs_unlock_op(sbi);
 998
 999 inline_data:
1000         lock_page(page);
1001         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
1002                 f2fs_put_page(page, 1);
1003                 goto repeat;
1004         }
1005
1006         f2fs_wait_on_page_writeback(page, DATA);
1007
1008         if ((len == PAGE_CACHE_SIZE) || PageUptodate(page))
1009                 return 0;
1010
1011         if ((pos & PAGE_CACHE_MASK) >= i_size_read(inode)) {
1012                 unsigned start = pos & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
1013                 unsigned end = start + len;
1014
1015                 /* Reading beyond i_size is simple: memset to zero */
1016                 zero_user_segments(page, 0, start, end, PAGE_CACHE_SIZE);
1017                 goto out;
1018         }
1019
1020         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
1021                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1022         } else {
1023                 if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1024                         err = f2fs_read_inline_data(inode, page);
1025                         if (err) {
1026                                 page_cache_release(page);
1027                                 goto fail;
1028                         }
1029                 } else {
1030                         err = f2fs_submit_page_bio(sbi, page, dn.data_blkaddr,
1031                                                         READ_SYNC);
1032                         if (err)
1033                                 goto fail;
1034                 }
1035
1036                 lock_page(page);
1037                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
1038                         f2fs_put_page(page, 1);
1039                         err = -EIO;
1040                         goto fail;
1041                 }
1042                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
1043                         f2fs_put_page(page, 1);
1044                         goto repeat;
1045                 }
1046         }
1047 out:
1048         SetPageUptodate(page);
1049         clear_cold_data(page);
1050         return 0;
1051
1052 unlock_fail:
1053         f2fs_unlock_op(sbi);
1054         f2fs_put_page(page, 0);
1055 fail:
1056         f2fs_write_failed(mapping, pos + len);
1057         return err;
1058 }
1059
1060 static int f2fs_write_end(struct file *file,
1061                         struct address_space *mapping,
1062                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
1063                         struct page *page, void *fsdata)
1064 {
1065         struct inode *inode = page->mapping->host;
1066
1067         trace_f2fs_write_end(inode, pos, len, copied);
1068
1069         set_page_dirty(page);
1070
1071         if (pos + copied > i_size_read(inode)) {
1072                 i_size_write(inode, pos + copied);
1073                 mark_inode_dirty(inode);
1074                 update_inode_page(inode);
1075         }
1076
1077         f2fs_put_page(page, 1);
1078         return copied;
1079 }
1080
1081 static int check_direct_IO(struct inode *inode, int rw,
1082                 struct iov_iter *iter, loff_t offset)
1083 {
1084         unsigned blocksize_mask = inode->i_sb->s_blocksize - 1;
1085
1086         if (rw == READ)
1087                 return 0;
1088
1089         if (offset & blocksize_mask)
1090                 return -EINVAL;
1091
1092         if (iov_iter_alignment(iter) & blocksize_mask)
1093                 return -EINVAL;
1094
1095         return 0;
1096 }
1097
1098 static ssize_t f2fs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb,
1099                 struct iov_iter *iter, loff_t offset)
1100 {
1101         struct file *file = iocb->ki_filp;
1102         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1103         struct inode *inode = mapping->host;
1104         size_t count = iov_iter_count(iter);
1105         int err;
1106
1107         /* Let buffer I/O handle the inline data case. */
1108         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1109                 return 0;
1110
1111         if (check_direct_IO(inode, rw, iter, offset))
1112                 return 0;
1113
1114         trace_f2fs_direct_IO_enter(inode, offset, count, rw);
1115
1116         err = blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, iter, offset, get_data_block);
1117         if (err < 0 && (rw & WRITE))
1118                 f2fs_write_failed(mapping, offset + count);
1119
1120         trace_f2fs_direct_IO_exit(inode, offset, count, rw, err);
1121
1122         return err;
1123 }
1124
1125 static void f2fs_invalidate_data_page(struct page *page, unsigned int offset,
1126                                       unsigned int length)
1127 {
1128         struct inode *inode = page->mapping->host;
1129
1130         if (offset % PAGE_CACHE_SIZE || length != PAGE_CACHE_SIZE)
1131                 return;
1132
1133         if (f2fs_is_atomic_file(inode) || f2fs_is_volatile_file(inode))
1134                 invalidate_inmem_page(inode, page);
1135
1136         if (PageDirty(page))
1137                 inode_dec_dirty_pages(inode);
1138         ClearPagePrivate(page);
1139 }
1140
1141 static int f2fs_release_data_page(struct page *page, gfp_t wait)
1142 {
1143         ClearPagePrivate(page);
1144         return 1;
1145 }
1146
1147 static int f2fs_set_data_page_dirty(struct page *page)
1148 {
1149         struct address_space *mapping = page->mapping;
1150         struct inode *inode = mapping->host;
1151
1152         trace_f2fs_set_page_dirty(page, DATA);
1153
1154         SetPageUptodate(page);
1155
1156         if (f2fs_is_atomic_file(inode) || f2fs_is_volatile_file(inode)) {
1157                 register_inmem_page(inode, page);
1158                 return 1;
1159         }
1160
1161         mark_inode_dirty(inode);
1162
1163         if (!PageDirty(page)) {
1164                 __set_page_dirty_nobuffers(page);
1165                 update_dirty_page(inode, page);
1166                 return 1;
1167         }
1168         return 0;
1169 }
1170
1171 static sector_t f2fs_bmap(struct address_space *mapping, sector_t block)
1172 {
1173         struct inode *inode = mapping->host;
1174
1175         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1176                 return 0;
1177
1178         return generic_block_bmap(mapping, block, get_data_block);
1179 }
1180
1181 const struct address_space_operations f2fs_dblock_aops = {
1182         .readpage       = f2fs_read_data_page,
1183         .readpages      = f2fs_read_data_pages,
1184         .writepage      = f2fs_write_data_page,
1185         .writepages     = f2fs_write_data_pages,
1186         .write_begin    = f2fs_write_begin,
1187         .write_end      = f2fs_write_end,
1188         .set_page_dirty = f2fs_set_data_page_dirty,
1189         .invalidatepage = f2fs_invalidate_data_page,
1190         .releasepage    = f2fs_release_data_page,
1191         .direct_IO      = f2fs_direct_IO,
1192         .bmap           = f2fs_bmap,
1193 };