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(sbi, 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(max_hw_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         /* if inode_page exists, index should be zero */
 261         f2fs_bug_on(F2FS_I_SB(dn->inode), !need_put && index);
 262
 263         err = get_dnode_of_data(dn, index, ALLOC_NODE);
 264         if (err)
 265                 return err;
 266
 267         if (dn->data_blkaddr == NULL_ADDR)
 268                 err = reserve_new_block(dn);
 269         if (err || need_put)
 270                 f2fs_put_dnode(dn);
 271         return err;
 272 }
 273
 274 static int check_extent_cache(struct inode *inode, pgoff_t pgofs,
 275                                         struct buffer_head *bh_result)
 276 {
 277         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
 278         pgoff_t start_fofs, end_fofs;
 279         block_t start_blkaddr;
 280
 281         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 282                 return 0;
 283
 284         read_lock(&fi->ext.ext_lock);
 285         if (fi->ext.len == 0) {
 286                 read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 287                 return 0;
 288         }
 289
 290         stat_inc_total_hit(inode->i_sb);
 291
 292         start_fofs = fi->ext.fofs;
 293         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 294         start_blkaddr = fi->ext.blk_addr;
 295
 296         if (pgofs >= start_fofs && pgofs <= end_fofs) {
 297                 unsigned int blkbits = inode->i_sb->s_blocksize_bits;
 298                 size_t count;
 299
 300                 clear_buffer_new(bh_result);
 301                 map_bh(bh_result, inode->i_sb,
 302                                 start_blkaddr + pgofs - start_fofs);
 303                 count = end_fofs - pgofs + 1;
 304                 if (count < (UINT_MAX >> blkbits))
 305                         bh_result->b_size = (count << blkbits);
 306                 else
 307                         bh_result->b_size = UINT_MAX;
 308
 309                 stat_inc_read_hit(inode->i_sb);
 310                 read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 311                 return 1;
 312         }
 313         read_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 314         return 0;
 315 }
 316
 317 void update_extent_cache(block_t blk_addr, struct dnode_of_data *dn)
 318 {
 319         struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(dn->inode);
 320         pgoff_t fofs, start_fofs, end_fofs;
 321         block_t start_blkaddr, end_blkaddr;
 322         int need_update = true;
 323
 324         f2fs_bug_on(F2FS_I_SB(dn->inode), blk_addr == NEW_ADDR);
 325         fofs = start_bidx_of_node(ofs_of_node(dn->node_page), fi) +
 326                                                         dn->ofs_in_node;
 327
 328         /* Update the page address in the parent node */
 329         __set_data_blkaddr(dn, blk_addr);
 330
 331         if (is_inode_flag_set(fi, FI_NO_EXTENT))
 332                 return;
 333
 334         write_lock(&fi->ext.ext_lock);
 335
 336         start_fofs = fi->ext.fofs;
 337         end_fofs = fi->ext.fofs + fi->ext.len - 1;
 338         start_blkaddr = fi->ext.blk_addr;
 339         end_blkaddr = fi->ext.blk_addr + fi->ext.len - 1;
 340
 341         /* Drop and initialize the matched extent */
 342         if (fi->ext.len == 1 && fofs == start_fofs)
 343                 fi->ext.len = 0;
 344
 345         /* Initial extent */
 346         if (fi->ext.len == 0) {
 347                 if (blk_addr != NULL_ADDR) {
 348                         fi->ext.fofs = fofs;
 349                         fi->ext.blk_addr = blk_addr;
 350                         fi->ext.len = 1;
 351                 }
 352                 goto end_update;
 353         }
 354
 355         /* Front merge */
 356         if (fofs == start_fofs - 1 && blk_addr == start_blkaddr - 1) {
 357                 fi->ext.fofs--;
 358                 fi->ext.blk_addr--;
 359                 fi->ext.len++;
 360                 goto end_update;
 361         }
 362
 363         /* Back merge */
 364         if (fofs == end_fofs + 1 && blk_addr == end_blkaddr + 1) {
 365                 fi->ext.len++;
 366                 goto end_update;
 367         }
 368
 369         /* Split the existing extent */
 370         if (fi->ext.len > 1 &&
 371                 fofs >= start_fofs && fofs <= end_fofs) {
 372                 if ((end_fofs - fofs) < (fi->ext.len >> 1)) {
 373                         fi->ext.len = fofs - start_fofs;
 374                 } else {
 375                         fi->ext.fofs = fofs + 1;
 376                         fi->ext.blk_addr = start_blkaddr +
 377                                         fofs - start_fofs + 1;
 378                         fi->ext.len -= fofs - start_fofs + 1;
 379                 }
 380         } else {
 381                 need_update = false;
 382         }
 383
 384         /* Finally, if the extent is very fragmented, let's drop the cache. */
 385         if (fi->ext.len < F2FS_MIN_EXTENT_LEN) {
 386                 fi->ext.len = 0;
 387                 set_inode_flag(fi, FI_NO_EXTENT);
 388                 need_update = true;
 389         }
 390 end_update:
 391         write_unlock(&fi->ext.ext_lock);
 392         if (need_update)
 393                 sync_inode_page(dn);
 394         return;
 395 }
 396
 397 struct page *find_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index, bool sync)
 398 {
 399         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 400         struct dnode_of_data dn;
 401         struct page *page;
 402         int err;
 403
 404         page = find_get_page(mapping, index);
 405         if (page && PageUptodate(page))
 406                 return page;
 407         f2fs_put_page(page, 0);
 408
 409         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 410         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 411         if (err)
 412                 return ERR_PTR(err);
 413         f2fs_put_dnode(&dn);
 414
 415         if (dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)
 416                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 417
 418         /* By fallocate(), there is no cached page, but with NEW_ADDR */
 419         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NEW_ADDR))
 420                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 421
 422         page = grab_cache_page(mapping, index);
 423         if (!page)
 424                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 425
 426         if (PageUptodate(page)) {
 427                 unlock_page(page);
 428                 return page;
 429         }
 430
 431         err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page, dn.data_blkaddr,
 432                                         sync ? READ_SYNC : READA);
 433         if (err)
 434                 return ERR_PTR(err);
 435
 436         if (sync) {
 437                 wait_on_page_locked(page);
 438                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 439                         f2fs_put_page(page, 0);
 440                         return ERR_PTR(-EIO);
 441                 }
 442         }
 443         return page;
 444 }
 445
 446 /*
 447  * If it tries to access a hole, return an error.
 448  * Because, the callers, functions in dir.c and GC, should be able to know
 449  * whether this page exists or not.
 450  */
 451 struct page *get_lock_data_page(struct inode *inode, pgoff_t index)
 452 {
 453         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 454         struct dnode_of_data dn;
 455         struct page *page;
 456         int err;
 457
 458 repeat:
 459         page = grab_cache_page(mapping, index);
 460         if (!page)
 461                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 462
 463         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 464         err = get_dnode_of_data(&dn, index, LOOKUP_NODE);
 465         if (err) {
 466                 f2fs_put_page(page, 1);
 467                 return ERR_PTR(err);
 468         }
 469         f2fs_put_dnode(&dn);
 470
 471         if (unlikely(dn.data_blkaddr == NULL_ADDR)) {
 472                 f2fs_put_page(page, 1);
 473                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 474         }
 475
 476         if (PageUptodate(page))
 477                 return page;
 478
 479         /*
 480          * A new dentry page is allocated but not able to be written, since its
 481          * new inode page couldn't be allocated due to -ENOSPC.
 482          * In such the case, its blkaddr can be remained as NEW_ADDR.
 483          * see, f2fs_add_link -> get_new_data_page -> init_inode_metadata.
 484          */
 485         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 486                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 487                 SetPageUptodate(page);
 488                 return page;
 489         }
 490
 491         err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page,
 492                                         dn.data_blkaddr, READ_SYNC);
 493         if (err)
 494                 return ERR_PTR(err);
 495
 496         lock_page(page);
 497         if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 498                 f2fs_put_page(page, 1);
 499                 return ERR_PTR(-EIO);
 500         }
 501         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 502                 f2fs_put_page(page, 1);
 503                 goto repeat;
 504         }
 505         return page;
 506 }
 507
 508 /*
 509  * Caller ensures that this data page is never allocated.
 510  * A new zero-filled data page is allocated in the page cache.
 511  *
 512  * Also, caller should grab and release a rwsem by calling f2fs_lock_op() and
 513  * f2fs_unlock_op().
 514  * Note that, ipage is set only by make_empty_dir.
 515  */
 516 struct page *get_new_data_page(struct inode *inode,
 517                 struct page *ipage, pgoff_t index, bool new_i_size)
 518 {
 519         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 520         struct page *page;
 521         struct dnode_of_data dn;
 522         int err;
 523
 524         set_new_dnode(&dn, inode, ipage, NULL, 0);
 525         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
 526         if (err)
 527                 return ERR_PTR(err);
 528 repeat:
 529         page = grab_cache_page(mapping, index);
 530         if (!page) {
 531                 err = -ENOMEM;
 532                 goto put_err;
 533         }
 534
 535         if (PageUptodate(page))
 536                 return page;
 537
 538         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
 539                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
 540                 SetPageUptodate(page);
 541         } else {
 542                 err = f2fs_submit_page_bio(F2FS_I_SB(inode), page,
 543                                                 dn.data_blkaddr, READ_SYNC);
 544                 if (err)
 545                         goto put_err;
 546
 547                 lock_page(page);
 548                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
 549                         f2fs_put_page(page, 1);
 550                         err = -EIO;
 551                         goto put_err;
 552                 }
 553                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 554                         f2fs_put_page(page, 1);
 555                         goto repeat;
 556                 }
 557         }
 558
 559         if (new_i_size &&
 560                 i_size_read(inode) < ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT)) {
 561                 i_size_write(inode, ((index + 1) << PAGE_CACHE_SHIFT));
 562                 /* Only the directory inode sets new_i_size */
 563                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_DIR);
 564         }
 565         return page;
 566
 567 put_err:
 568         f2fs_put_dnode(&dn);
 569         return ERR_PTR(err);
 570 }
 571
 572 static int __allocate_data_block(struct dnode_of_data *dn)
 573 {
 574         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(dn->inode);
 575         struct f2fs_summary sum;
 576         block_t new_blkaddr;
 577         struct node_info ni;
 578         int type;
 579
 580         if (unlikely(is_inode_flag_set(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_ALLOC)))
 581                 return -EPERM;
 582         if (unlikely(!inc_valid_block_count(sbi, dn->inode, 1)))
 583                 return -ENOSPC;
 584
 585         __set_data_blkaddr(dn, NEW_ADDR);
 586         dn->data_blkaddr = NEW_ADDR;
 587
 588         get_node_info(sbi, dn->nid, &ni);
 589         set_summary(&sum, dn->nid, dn->ofs_in_node, ni.version);
 590
 591         type = CURSEG_WARM_DATA;
 592
 593         allocate_data_block(sbi, NULL, NULL_ADDR, &new_blkaddr, &sum, type);
 594
 595         /* direct IO doesn't use extent cache to maximize the performance */
 596         set_inode_flag(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_EXTENT);
 597         update_extent_cache(new_blkaddr, dn);
 598         clear_inode_flag(F2FS_I(dn->inode), FI_NO_EXTENT);
 599
 600         dn->data_blkaddr = new_blkaddr;
 601         return 0;
 602 }
 603
 604 /*
 605  * get_data_block() now supported readahead/bmap/rw direct_IO with mapped bh.
 606  * If original data blocks are allocated, then give them to blockdev.
 607  * Otherwise,
 608  *     a. preallocate requested block addresses
 609  *     b. do not use extent cache for better performance
 610  *     c. give the block addresses to blockdev
 611  */
 612 static int __get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 613                         struct buffer_head *bh_result, int create, bool fiemap)
 614 {
 615         unsigned int blkbits = inode->i_sb->s_blocksize_bits;
 616         unsigned maxblocks = bh_result->b_size >> blkbits;
 617         struct dnode_of_data dn;
 618         int mode = create ? ALLOC_NODE : LOOKUP_NODE_RA;
 619         pgoff_t pgofs, end_offset;
 620         int err = 0, ofs = 1;
 621         bool allocated = false;
 622
 623         /* Get the page offset from the block offset(iblock) */
 624         pgofs = (pgoff_t)(iblock >> (PAGE_CACHE_SHIFT - blkbits));
 625
 626         if (check_extent_cache(inode, pgofs, bh_result))
 627                 goto out;
 628
 629         if (create) {
 630                 f2fs_balance_fs(F2FS_I_SB(inode));
 631                 f2fs_lock_op(F2FS_I_SB(inode));
 632         }
 633
 634         /* When reading holes, we need its node page */
 635         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 636         err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
 637         if (err) {
 638                 if (err == -ENOENT)
 639                         err = 0;
 640                 goto unlock_out;
 641         }
 642         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR && !fiemap)
 643                 goto put_out;
 644
 645         if (dn.data_blkaddr != NULL_ADDR) {
 646                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
 647         } else if (create) {
 648                 err = __allocate_data_block(&dn);
 649                 if (err)
 650                         goto put_out;
 651                 allocated = true;
 652                 map_bh(bh_result, inode->i_sb, dn.data_blkaddr);
 653         } else {
 654                 goto put_out;
 655         }
 656
 657         end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
 658         bh_result->b_size = (((size_t)1) << blkbits);
 659         dn.ofs_in_node++;
 660         pgofs++;
 661
 662 get_next:
 663         if (dn.ofs_in_node >= end_offset) {
 664                 if (allocated)
 665                         sync_inode_page(&dn);
 666                 allocated = false;
 667                 f2fs_put_dnode(&dn);
 668
 669                 set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 670                 err = get_dnode_of_data(&dn, pgofs, mode);
 671                 if (err) {
 672                         if (err == -ENOENT)
 673                                 err = 0;
 674                         goto unlock_out;
 675                 }
 676                 if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR && !fiemap)
 677                         goto put_out;
 678
 679                 end_offset = ADDRS_PER_PAGE(dn.node_page, F2FS_I(inode));
 680         }
 681
 682         if (maxblocks > (bh_result->b_size >> blkbits)) {
 683                 block_t blkaddr = datablock_addr(dn.node_page, dn.ofs_in_node);
 684                 if (blkaddr == NULL_ADDR && create) {
 685                         err = __allocate_data_block(&dn);
 686                         if (err)
 687                                 goto sync_out;
 688                         allocated = true;
 689                         blkaddr = dn.data_blkaddr;
 690                 }
 691                 /* Give more consecutive addresses for the readahead */
 692                 if (blkaddr == (bh_result->b_blocknr + ofs)) {
 693                         ofs++;
 694                         dn.ofs_in_node++;
 695                         pgofs++;
 696                         bh_result->b_size += (((size_t)1) << blkbits);
 697                         goto get_next;
 698                 }
 699         }
 700 sync_out:
 701         if (allocated)
 702                 sync_inode_page(&dn);
 703 put_out:
 704         f2fs_put_dnode(&dn);
 705 unlock_out:
 706         if (create)
 707                 f2fs_unlock_op(F2FS_I_SB(inode));
 708 out:
 709         trace_f2fs_get_data_block(inode, iblock, bh_result, err);
 710         return err;
 711 }
 712
 713 static int get_data_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 714                         struct buffer_head *bh_result, int create)
 715 {
 716         return __get_data_block(inode, iblock, bh_result, create, false);
 717 }
 718
 719 static int get_data_block_fiemap(struct inode *inode, sector_t iblock,
 720                         struct buffer_head *bh_result, int create)
 721 {
 722         return __get_data_block(inode, iblock, bh_result, create, true);
 723 }
 724
 725 int f2fs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
 726                 u64 start, u64 len)
 727 {
 728         return generic_block_fiemap(inode, fieinfo,
 729                                 start, len, get_data_block_fiemap);
 730 }
 731
 732 static int f2fs_read_data_page(struct file *file, struct page *page)
 733 {
 734         struct inode *inode = page->mapping->host;
 735         int ret;
 736
 737         trace_f2fs_readpage(page, DATA);
 738
 739         /* If the file has inline data, try to read it directly */
 740         if (f2fs_has_inline_data(inode))
 741                 ret = f2fs_read_inline_data(inode, page);
 742         else
 743                 ret = mpage_readpage(page, get_data_block);
 744
 745         return ret;
 746 }
 747
 748 static int f2fs_read_data_pages(struct file *file,
 749                         struct address_space *mapping,
 750                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 751 {
 752         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 753
 754         /* If the file has inline data, skip readpages */
 755         if (f2fs_has_inline_data(inode))
 756                 return 0;
 757
 758         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, get_data_block);
 759 }
 760
 761 int do_write_data_page(struct page *page, struct f2fs_io_info *fio)
 762 {
 763         struct inode *inode = page->mapping->host;
 764         block_t old_blkaddr, new_blkaddr;
 765         struct dnode_of_data dn;
 766         int err = 0;
 767
 768         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 769         err = get_dnode_of_data(&dn, page->index, LOOKUP_NODE);
 770         if (err)
 771                 return err;
 772
 773         old_blkaddr = dn.data_blkaddr;
 774
 775         /* This page is already truncated */
 776         if (old_blkaddr == NULL_ADDR)
 777                 goto out_writepage;
 778
 779         set_page_writeback(page);
 780
 781         /*
 782          * If current allocation needs SSR,
 783          * it had better in-place writes for updated data.
 784          */
 785         if (unlikely(old_blkaddr != NEW_ADDR &&
 786                         !is_cold_data(page) &&
 787                         need_inplace_update(inode))) {
 788                 rewrite_data_page(page, old_blkaddr, fio);
 789                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_UPDATE_WRITE);
 790         } else {
 791                 write_data_page(page, &dn, &new_blkaddr, fio);
 792                 update_extent_cache(new_blkaddr, &dn);
 793                 set_inode_flag(F2FS_I(inode), FI_APPEND_WRITE);
 794         }
 795 out_writepage:
 796         f2fs_put_dnode(&dn);
 797         return err;
 798 }
 799
 800 static int f2fs_write_data_page(struct page *page,
 801                                         struct writeback_control *wbc)
 802 {
 803         struct inode *inode = page->mapping->host;
 804         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 805         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 806         const pgoff_t end_index = ((unsigned long long) i_size)
 807                                                         >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 808         unsigned offset = 0;
 809         bool need_balance_fs = false;
 810         int err = 0;
 811         struct f2fs_io_info fio = {
 812                 .type = DATA,
 813                 .rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE,
 814         };
 815
 816         trace_f2fs_writepage(page, DATA);
 817
 818         if (page->index < end_index)
 819                 goto write;
 820
 821         /*
 822          * If the offset is out-of-range of file size,
 823          * this page does not have to be written to disk.
 824          */
 825         offset = i_size & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 826         if ((page->index >= end_index + 1) || !offset)
 827                 goto out;
 828
 829         zero_user_segment(page, offset, PAGE_CACHE_SIZE);
 830 write:
 831         if (unlikely(sbi->por_doing))
 832                 goto redirty_out;
 833
 834         /* Dentry blocks are controlled by checkpoint */
 835         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
 836                 if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi)))
 837                         goto redirty_out;
 838                 err = do_write_data_page(page, &fio);
 839                 goto done;
 840         }
 841
 842         /* we should bypass data pages to proceed the kworkder jobs */
 843         if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi))) {
 844                 SetPageError(page);
 845                 unlock_page(page);
 846                 goto out;
 847         }
 848
 849         if (!wbc->for_reclaim)
 850                 need_balance_fs = true;
 851         else if (has_not_enough_free_secs(sbi, 0))
 852                 goto redirty_out;
 853
 854         f2fs_lock_op(sbi);
 855         if (f2fs_has_inline_data(inode) || f2fs_may_inline(inode))
 856                 err = f2fs_write_inline_data(inode, page, offset);
 857         else
 858                 err = do_write_data_page(page, &fio);
 859         f2fs_unlock_op(sbi);
 860 done:
 861         if (err && err != -ENOENT)
 862                 goto redirty_out;
 863
 864         clear_cold_data(page);
 865 out:
 866         inode_dec_dirty_pages(inode);
 867         unlock_page(page);
 868         if (need_balance_fs)
 869                 f2fs_balance_fs(sbi);
 870         if (wbc->for_reclaim)
 871                 f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
 872         return 0;
 873
 874 redirty_out:
 875         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
 876         return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
 877 }
 878
 879 static int __f2fs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
 880                         void *data)
 881 {
 882         struct address_space *mapping = data;
 883         int ret = mapping->a_ops->writepage(page, wbc);
 884         mapping_set_error(mapping, ret);
 885         return ret;
 886 }
 887
 888 static int f2fs_write_data_pages(struct address_space *mapping,
 889                             struct writeback_control *wbc)
 890 {
 891         struct inode *inode = mapping->host;
 892         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 893         bool locked = false;
 894         int ret;
 895         long diff;
 896
 897         trace_f2fs_writepages(mapping->host, wbc, DATA);
 898
 899         /* deal with chardevs and other special file */
 900         if (!mapping->a_ops->writepage)
 901                 return 0;
 902
 903         if (S_ISDIR(inode->i_mode) && wbc->sync_mode == WB_SYNC_NONE &&
 904                         get_dirty_pages(inode) < nr_pages_to_skip(sbi, DATA) &&
 905                         available_free_memory(sbi, DIRTY_DENTS))
 906                 goto skip_write;
 907
 908         diff = nr_pages_to_write(sbi, DATA, wbc);
 909
 910         if (!S_ISDIR(inode->i_mode)) {
 911                 mutex_lock(&sbi->writepages);
 912                 locked = true;
 913         }
 914         ret = write_cache_pages(mapping, wbc, __f2fs_writepage, mapping);
 915         if (locked)
 916                 mutex_unlock(&sbi->writepages);
 917
 918         f2fs_submit_merged_bio(sbi, DATA, WRITE);
 919
 920         remove_dirty_dir_inode(inode);
 921
 922         wbc->nr_to_write = max((long)0, wbc->nr_to_write - diff);
 923         return ret;
 924
 925 skip_write:
 926         wbc->pages_skipped += get_dirty_pages(inode);
 927         return 0;
 928 }
 929
 930 static void f2fs_write_failed(struct address_space *mapping, loff_t to)
 931 {
 932         struct inode *inode = mapping->host;
 933
 934         if (to > inode->i_size) {
 935                 truncate_pagecache(inode, inode->i_size);
 936                 truncate_blocks(inode, inode->i_size, true);
 937         }
 938 }
 939
 940 static int f2fs_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 941                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 942                 struct page **pagep, void **fsdata)
 943 {
 944         struct inode *inode = mapping->host;
 945         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 946         struct page *page;
 947         pgoff_t index = ((unsigned long long) pos) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 948         struct dnode_of_data dn;
 949         int err = 0;
 950
 951         trace_f2fs_write_begin(inode, pos, len, flags);
 952
 953         f2fs_balance_fs(sbi);
 954 repeat:
 955         err = f2fs_convert_inline_data(inode, pos + len, NULL);
 956         if (err)
 957                 goto fail;
 958
 959         page = grab_cache_page_write_begin(mapping, index, flags);
 960         if (!page) {
 961                 err = -ENOMEM;
 962                 goto fail;
 963         }
 964
 965         /* to avoid latency during memory pressure */
 966         unlock_page(page);
 967
 968         *pagep = page;
 969
 970         if (f2fs_has_inline_data(inode) && (pos + len) <= MAX_INLINE_DATA)
 971                 goto inline_data;
 972
 973         f2fs_lock_op(sbi);
 974         set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
 975         err = f2fs_reserve_block(&dn, index);
 976         f2fs_unlock_op(sbi);
 977         if (err) {
 978                 f2fs_put_page(page, 0);
 979                 goto fail;
 980         }
 981 inline_data:
 982         lock_page(page);
 983         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 984                 f2fs_put_page(page, 1);
 985                 goto repeat;
 986         }
 987
 988         f2fs_wait_on_page_writeback(page, DATA);
 989
 990         if ((len == PAGE_CACHE_SIZE) || PageUptodate(page))
 991                 return 0;
 992
 993         if ((pos & PAGE_CACHE_MASK) >= i_size_read(inode)) {
 994                 unsigned start = pos & (PAGE_CACHE_SIZE - 1);
 995                 unsigned end = start + len;
 996
 997                 /* Reading beyond i_size is simple: memset to zero */
 998                 zero_user_segments(page, 0, start, end, PAGE_CACHE_SIZE);
 999                 goto out;
1000         }
1001
1002         if (dn.data_blkaddr == NEW_ADDR) {
1003                 zero_user_segment(page, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1004         } else {
1005                 if (f2fs_has_inline_data(inode)) {
1006                         err = f2fs_read_inline_data(inode, page);
1007                         if (err) {
1008                                 page_cache_release(page);
1009                                 goto fail;
1010                         }
1011                 } else {
1012                         err = f2fs_submit_page_bio(sbi, page, dn.data_blkaddr,
1013                                                         READ_SYNC);
1014                         if (err)
1015                                 goto fail;
1016                 }
1017
1018                 lock_page(page);
1019                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
1020                         f2fs_put_page(page, 1);
1021                         err = -EIO;
1022                         goto fail;
1023                 }
1024                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
1025                         f2fs_put_page(page, 1);
1026                         goto repeat;
1027                 }
1028         }
1029 out:
1030         SetPageUptodate(page);
1031         clear_cold_data(page);
1032         return 0;
1033 fail:
1034         f2fs_write_failed(mapping, pos + len);
1035         return err;
1036 }
1037
1038 static int f2fs_write_end(struct file *file,
1039                         struct address_space *mapping,
1040                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
1041                         struct page *page, void *fsdata)
1042 {
1043         struct inode *inode = page->mapping->host;
1044
1045         trace_f2fs_write_end(inode, pos, len, copied);
1046
1047         set_page_dirty(page);
1048
1049         if (pos + copied > i_size_read(inode)) {
1050                 i_size_write(inode, pos + copied);
1051                 mark_inode_dirty(inode);
1052                 update_inode_page(inode);
1053         }
1054
1055         f2fs_put_page(page, 1);
1056         return copied;
1057 }
1058
1059 static int check_direct_IO(struct inode *inode, int rw,
1060                 struct iov_iter *iter, loff_t offset)
1061 {
1062         unsigned blocksize_mask = inode->i_sb->s_blocksize - 1;
1063
1064         if (rw == READ)
1065                 return 0;
1066
1067         if (offset & blocksize_mask)
1068                 return -EINVAL;
1069
1070         if (iov_iter_alignment(iter) & blocksize_mask)
1071                 return -EINVAL;
1072
1073         return 0;
1074 }
1075
1076 static ssize_t f2fs_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb,
1077                 struct iov_iter *iter, loff_t offset)
1078 {
1079         struct file *file = iocb->ki_filp;
1080         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1081         struct inode *inode = mapping->host;
1082         size_t count = iov_iter_count(iter);
1083         int err;
1084
1085         /* Let buffer I/O handle the inline data case. */
1086         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1087                 return 0;
1088
1089         if (check_direct_IO(inode, rw, iter, offset))
1090                 return 0;
1091
1092         trace_f2fs_direct_IO_enter(inode, offset, count, rw);
1093
1094         err = blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, iter, offset, get_data_block);
1095         if (err < 0 && (rw & WRITE))
1096                 f2fs_write_failed(mapping, offset + count);
1097
1098         trace_f2fs_direct_IO_exit(inode, offset, count, rw, err);
1099
1100         return err;
1101 }
1102
1103 static void f2fs_invalidate_data_page(struct page *page, unsigned int offset,
1104                                       unsigned int length)
1105 {
1106         struct inode *inode = page->mapping->host;
1107
1108         if (offset % PAGE_CACHE_SIZE || length != PAGE_CACHE_SIZE)
1109                 return;
1110
1111         if (PageDirty(page))
1112                 inode_dec_dirty_pages(inode);
1113         ClearPagePrivate(page);
1114 }
1115
1116 static int f2fs_release_data_page(struct page *page, gfp_t wait)
1117 {
1118         ClearPagePrivate(page);
1119         return 1;
1120 }
1121
1122 static int f2fs_set_data_page_dirty(struct page *page)
1123 {
1124         struct address_space *mapping = page->mapping;
1125         struct inode *inode = mapping->host;
1126
1127         trace_f2fs_set_page_dirty(page, DATA);
1128
1129         SetPageUptodate(page);
1130         mark_inode_dirty(inode);
1131
1132         if (!PageDirty(page)) {
1133                 __set_page_dirty_nobuffers(page);
1134                 update_dirty_page(inode, page);
1135                 return 1;
1136         }
1137         return 0;
1138 }
1139
1140 static sector_t f2fs_bmap(struct address_space *mapping, sector_t block)
1141 {
1142         struct inode *inode = mapping->host;
1143
1144         if (f2fs_has_inline_data(inode))
1145                 return 0;
1146
1147         return generic_block_bmap(mapping, block, get_data_block);
1148 }
1149
1150 const struct address_space_operations f2fs_dblock_aops = {
1151         .readpage       = f2fs_read_data_page,
1152         .readpages      = f2fs_read_data_pages,
1153         .writepage      = f2fs_write_data_page,
1154         .writepages     = f2fs_write_data_pages,
1155         .write_begin    = f2fs_write_begin,
1156         .write_end      = f2fs_write_end,
1157         .set_page_dirty = f2fs_set_data_page_dirty,
1158         .invalidatepage = f2fs_invalidate_data_page,
1159         .releasepage    = f2fs_release_data_page,
1160         .direct_IO      = f2fs_direct_IO,
1161         .bmap           = f2fs_bmap,
1162 };