Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 : : /*
3 : : * linux/fs/ext4/page-io.c
4 : : *
5 : : * This contains the new page_io functions for ext4
6 : : *
7 : : * Written by Theodore Ts'o, 2010.
8 : : */
9 : :
10 : : #include <linux/fs.h>
11 : : #include <linux/time.h>
12 : : #include <linux/highuid.h>
13 : : #include <linux/pagemap.h>
14 : : #include <linux/quotaops.h>
15 : : #include <linux/string.h>
16 : : #include <linux/buffer_head.h>
17 : : #include <linux/writeback.h>
18 : : #include <linux/pagevec.h>
19 : : #include <linux/mpage.h>
20 : : #include <linux/namei.h>
21 : : #include <linux/uio.h>
22 : : #include <linux/bio.h>
23 : : #include <linux/workqueue.h>
24 : : #include <linux/kernel.h>
25 : : #include <linux/slab.h>
26 : : #include <linux/mm.h>
27 : : #include <linux/backing-dev.h>
28 : :
29 : : #include "ext4_jbd2.h"
30 : : #include "xattr.h"
31 : : #include "acl.h"
32 : :
33 : : static struct kmem_cache *io_end_cachep;
34 : :
35 : 3 : int __init ext4_init_pageio(void)
36 : : {
37 : 3 : io_end_cachep = KMEM_CACHE(ext4_io_end, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
38 : 3 : if (io_end_cachep == NULL)
39 : : return -ENOMEM;
40 : 3 : return 0;
41 : : }
42 : :
43 : 0 : void ext4_exit_pageio(void)
44 : : {
45 : 0 : kmem_cache_destroy(io_end_cachep);
46 : 0 : }
47 : :
48 : : /*
49 : : * Print an buffer I/O error compatible with the fs/buffer.c. This
50 : : * provides compatibility with dmesg scrapers that look for a specific
51 : : * buffer I/O error message. We really need a unified error reporting
52 : : * structure to userspace ala Digital Unix's uerf system, but it's
53 : : * probably not going to happen in my lifetime, due to LKML politics...
54 : : */
55 : 0 : static void buffer_io_error(struct buffer_head *bh)
56 : : {
57 : 0 : printk_ratelimited(KERN_ERR "Buffer I/O error on device %pg, logical block %llu\n",
58 : : bh->b_bdev,
59 : : (unsigned long long)bh->b_blocknr);
60 : 0 : }
61 : :
62 : 3 : static void ext4_finish_bio(struct bio *bio)
63 : : {
64 : : struct bio_vec *bvec;
65 : : struct bvec_iter_all iter_all;
66 : :
67 : 3 : bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
68 : 3 : struct page *page = bvec->bv_page;
69 : : struct page *bounce_page = NULL;
70 : : struct buffer_head *bh, *head;
71 : 3 : unsigned bio_start = bvec->bv_offset;
72 : 3 : unsigned bio_end = bio_start + bvec->bv_len;
73 : : unsigned under_io = 0;
74 : : unsigned long flags;
75 : :
76 : 3 : if (!page)
77 : 0 : continue;
78 : :
79 : 3 : if (fscrypt_is_bounce_page(page)) {
80 : : bounce_page = page;
81 : : page = fscrypt_pagecache_page(bounce_page);
82 : : }
83 : :
84 : 3 : if (bio->bi_status) {
85 : : SetPageError(page);
86 : 0 : mapping_set_error(page->mapping, -EIO);
87 : : }
88 : 3 : bh = head = page_buffers(page);
89 : : /*
90 : : * We check all buffers in the page under BH_Uptodate_Lock
91 : : * to avoid races with other end io clearing async_write flags
92 : : */
93 : 3 : local_irq_save(flags);
94 : 3 : bit_spin_lock(BH_Uptodate_Lock, &head->b_state);
95 : : do {
96 : 3 : if (bh_offset(bh) < bio_start ||
97 : 3 : bh_offset(bh) + bh->b_size > bio_end) {
98 : 0 : if (buffer_async_write(bh))
99 : 0 : under_io++;
100 : 0 : continue;
101 : : }
102 : : clear_buffer_async_write(bh);
103 : 3 : if (bio->bi_status)
104 : 0 : buffer_io_error(bh);
105 : 3 : } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
106 : : bit_spin_unlock(BH_Uptodate_Lock, &head->b_state);
107 : 3 : local_irq_restore(flags);
108 : 3 : if (!under_io) {
109 : 3 : fscrypt_free_bounce_page(bounce_page);
110 : 3 : end_page_writeback(page);
111 : : }
112 : : }
113 : 3 : }
114 : :
115 : 3 : static void ext4_release_io_end(ext4_io_end_t *io_end)
116 : : {
117 : : struct bio *bio, *next_bio;
118 : :
119 : 3 : BUG_ON(!list_empty(&io_end->list));
120 : 3 : BUG_ON(io_end->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN);
121 : 3 : WARN_ON(io_end->handle);
122 : :
123 : 3 : for (bio = io_end->bio; bio; bio = next_bio) {
124 : 0 : next_bio = bio->bi_private;
125 : 0 : ext4_finish_bio(bio);
126 : 0 : bio_put(bio);
127 : : }
128 : 3 : kmem_cache_free(io_end_cachep, io_end);
129 : 3 : }
130 : :
131 : : /*
132 : : * Check a range of space and convert unwritten extents to written. Note that
133 : : * we are protected from truncate touching same part of extent tree by the
134 : : * fact that truncate code waits for all DIO to finish (thus exclusion from
135 : : * direct IO is achieved) and also waits for PageWriteback bits. Thus we
136 : : * cannot get to ext4_ext_truncate() before all IOs overlapping that range are
137 : : * completed (happens from ext4_free_ioend()).
138 : : */
139 : 0 : static int ext4_end_io(ext4_io_end_t *io)
140 : : {
141 : 0 : struct inode *inode = io->inode;
142 : 0 : loff_t offset = io->offset;
143 : 0 : ssize_t size = io->size;
144 : 0 : handle_t *handle = io->handle;
145 : : int ret = 0;
146 : :
147 : : ext4_debug("ext4_end_io_nolock: io 0x%p from inode %lu,list->next 0x%p,"
148 : : "list->prev 0x%p\n",
149 : : io, inode->i_ino, io->list.next, io->list.prev);
150 : :
151 : 0 : io->handle = NULL; /* Following call will use up the handle */
152 : 0 : ret = ext4_convert_unwritten_extents(handle, inode, offset, size);
153 : 0 : if (ret < 0 && !ext4_forced_shutdown(EXT4_SB(inode->i_sb))) {
154 : 0 : ext4_msg(inode->i_sb, KERN_EMERG,
155 : : "failed to convert unwritten extents to written "
156 : : "extents -- potential data loss! "
157 : : "(inode %lu, offset %llu, size %zd, error %d)",
158 : : inode->i_ino, offset, size, ret);
159 : : }
160 : 0 : ext4_clear_io_unwritten_flag(io);
161 : 0 : ext4_release_io_end(io);
162 : 0 : return ret;
163 : : }
164 : :
165 : : static void dump_completed_IO(struct inode *inode, struct list_head *head)
166 : : {
167 : : #ifdef EXT4FS_DEBUG
168 : : struct list_head *cur, *before, *after;
169 : : ext4_io_end_t *io, *io0, *io1;
170 : :
171 : : if (list_empty(head))
172 : : return;
173 : :
174 : : ext4_debug("Dump inode %lu completed io list\n", inode->i_ino);
175 : : list_for_each_entry(io, head, list) {
176 : : cur = &io->list;
177 : : before = cur->prev;
178 : : io0 = container_of(before, ext4_io_end_t, list);
179 : : after = cur->next;
180 : : io1 = container_of(after, ext4_io_end_t, list);
181 : :
182 : : ext4_debug("io 0x%p from inode %lu,prev 0x%p,next 0x%p\n",
183 : : io, inode->i_ino, io0, io1);
184 : : }
185 : : #endif
186 : : }
187 : :
188 : : /* Add the io_end to per-inode completed end_io list. */
189 : 0 : static void ext4_add_complete_io(ext4_io_end_t *io_end)
190 : : {
191 : 0 : struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(io_end->inode);
192 : 0 : struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(io_end->inode->i_sb);
193 : : struct workqueue_struct *wq;
194 : : unsigned long flags;
195 : :
196 : : /* Only reserved conversions from writeback should enter here */
197 : 0 : WARN_ON(!(io_end->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN));
198 : 0 : WARN_ON(!io_end->handle && sbi->s_journal);
199 : 0 : spin_lock_irqsave(&ei->i_completed_io_lock, flags);
200 : 0 : wq = sbi->rsv_conversion_wq;
201 : 0 : if (list_empty(&ei->i_rsv_conversion_list))
202 : 0 : queue_work(wq, &ei->i_rsv_conversion_work);
203 : 0 : list_add_tail(&io_end->list, &ei->i_rsv_conversion_list);
204 : : spin_unlock_irqrestore(&ei->i_completed_io_lock, flags);
205 : 0 : }
206 : :
207 : 0 : static int ext4_do_flush_completed_IO(struct inode *inode,
208 : : struct list_head *head)
209 : : {
210 : : ext4_io_end_t *io;
211 : : struct list_head unwritten;
212 : : unsigned long flags;
213 : : struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
214 : : int err, ret = 0;
215 : :
216 : 0 : spin_lock_irqsave(&ei->i_completed_io_lock, flags);
217 : : dump_completed_IO(inode, head);
218 : : list_replace_init(head, &unwritten);
219 : : spin_unlock_irqrestore(&ei->i_completed_io_lock, flags);
220 : :
221 : 0 : while (!list_empty(&unwritten)) {
222 : 0 : io = list_entry(unwritten.next, ext4_io_end_t, list);
223 : 0 : BUG_ON(!(io->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN));
224 : 0 : list_del_init(&io->list);
225 : :
226 : 0 : err = ext4_end_io(io);
227 : 0 : if (unlikely(!ret && err))
228 : : ret = err;
229 : : }
230 : 0 : return ret;
231 : : }
232 : :
233 : : /*
234 : : * work on completed IO, to convert unwritten extents to extents
235 : : */
236 : 0 : void ext4_end_io_rsv_work(struct work_struct *work)
237 : : {
238 : : struct ext4_inode_info *ei = container_of(work, struct ext4_inode_info,
239 : : i_rsv_conversion_work);
240 : 0 : ext4_do_flush_completed_IO(&ei->vfs_inode, &ei->i_rsv_conversion_list);
241 : 0 : }
242 : :
243 : 3 : ext4_io_end_t *ext4_init_io_end(struct inode *inode, gfp_t flags)
244 : : {
245 : 3 : ext4_io_end_t *io = kmem_cache_zalloc(io_end_cachep, flags);
246 : 3 : if (io) {
247 : 3 : io->inode = inode;
248 : 3 : INIT_LIST_HEAD(&io->list);
249 : : atomic_set(&io->count, 1);
250 : : }
251 : 3 : return io;
252 : : }
253 : :
254 : 3 : void ext4_put_io_end_defer(ext4_io_end_t *io_end)
255 : : {
256 : 3 : if (atomic_dec_and_test(&io_end->count)) {
257 : 3 : if (!(io_end->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN) || !io_end->size) {
258 : 3 : ext4_release_io_end(io_end);
259 : 3 : return;
260 : : }
261 : 0 : ext4_add_complete_io(io_end);
262 : : }
263 : : }
264 : :
265 : 3 : int ext4_put_io_end(ext4_io_end_t *io_end)
266 : : {
267 : : int err = 0;
268 : :
269 : 3 : if (atomic_dec_and_test(&io_end->count)) {
270 : 3 : if (io_end->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN) {
271 : 0 : err = ext4_convert_unwritten_extents(io_end->handle,
272 : : io_end->inode, io_end->offset,
273 : : io_end->size);
274 : 0 : io_end->handle = NULL;
275 : 0 : ext4_clear_io_unwritten_flag(io_end);
276 : : }
277 : 3 : ext4_release_io_end(io_end);
278 : : }
279 : 3 : return err;
280 : : }
281 : :
282 : 0 : ext4_io_end_t *ext4_get_io_end(ext4_io_end_t *io_end)
283 : : {
284 : 3 : atomic_inc(&io_end->count);
285 : 0 : return io_end;
286 : : }
287 : :
288 : : /* BIO completion function for page writeback */
289 : 3 : static void ext4_end_bio(struct bio *bio)
290 : : {
291 : 3 : ext4_io_end_t *io_end = bio->bi_private;
292 : 3 : sector_t bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector;
293 : : char b[BDEVNAME_SIZE];
294 : :
295 : 3 : if (WARN_ONCE(!io_end, "io_end is NULL: %s: sector %Lu len %u err %d\n",
296 : : bio_devname(bio, b),
297 : : (long long) bio->bi_iter.bi_sector,
298 : : (unsigned) bio_sectors(bio),
299 : : bio->bi_status)) {
300 : 0 : ext4_finish_bio(bio);
301 : 0 : bio_put(bio);
302 : 3 : return;
303 : : }
304 : 3 : bio->bi_end_io = NULL;
305 : :
306 : 3 : if (bio->bi_status) {
307 : 0 : struct inode *inode = io_end->inode;
308 : :
309 : 0 : ext4_warning(inode->i_sb, "I/O error %d writing to inode %lu "
310 : : "(offset %llu size %ld starting block %llu)",
311 : : bio->bi_status, inode->i_ino,
312 : : (unsigned long long) io_end->offset,
313 : : (long) io_end->size,
314 : : (unsigned long long)
315 : : bi_sector >> (inode->i_blkbits - 9));
316 : 0 : mapping_set_error(inode->i_mapping,
317 : : blk_status_to_errno(bio->bi_status));
318 : : }
319 : :
320 : 3 : if (io_end->flag & EXT4_IO_END_UNWRITTEN) {
321 : : /*
322 : : * Link bio into list hanging from io_end. We have to do it
323 : : * atomically as bio completions can be racing against each
324 : : * other.
325 : : */
326 : 0 : bio->bi_private = xchg(&io_end->bio, bio);
327 : 0 : ext4_put_io_end_defer(io_end);
328 : : } else {
329 : : /*
330 : : * Drop io_end reference early. Inode can get freed once
331 : : * we finish the bio.
332 : : */
333 : 3 : ext4_put_io_end_defer(io_end);
334 : 3 : ext4_finish_bio(bio);
335 : 3 : bio_put(bio);
336 : : }
337 : : }
338 : :
339 : 3 : void ext4_io_submit(struct ext4_io_submit *io)
340 : : {
341 : 3 : struct bio *bio = io->io_bio;
342 : :
343 : 3 : if (bio) {
344 : 3 : int io_op_flags = io->io_wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL ?
345 : : REQ_SYNC : 0;
346 : 3 : io->io_bio->bi_write_hint = io->io_end->inode->i_write_hint;
347 : 3 : bio_set_op_attrs(io->io_bio, REQ_OP_WRITE, io_op_flags);
348 : 3 : submit_bio(io->io_bio);
349 : : }
350 : 3 : io->io_bio = NULL;
351 : 3 : }
352 : :
353 : 3 : void ext4_io_submit_init(struct ext4_io_submit *io,
354 : : struct writeback_control *wbc)
355 : : {
356 : 3 : io->io_wbc = wbc;
357 : 3 : io->io_bio = NULL;
358 : 3 : io->io_end = NULL;
359 : 3 : }
360 : :
361 : 3 : static int io_submit_init_bio(struct ext4_io_submit *io,
362 : : struct buffer_head *bh)
363 : : {
364 : : struct bio *bio;
365 : :
366 : : bio = bio_alloc(GFP_NOIO, BIO_MAX_PAGES);
367 : 3 : if (!bio)
368 : : return -ENOMEM;
369 : 3 : bio->bi_iter.bi_sector = bh->b_blocknr * (bh->b_size >> 9);
370 : 3 : bio_set_dev(bio, bh->b_bdev);
371 : 3 : bio->bi_end_io = ext4_end_bio;
372 : 3 : bio->bi_private = ext4_get_io_end(io->io_end);
373 : 3 : io->io_bio = bio;
374 : 3 : io->io_next_block = bh->b_blocknr;
375 : 3 : wbc_init_bio(io->io_wbc, bio);
376 : : return 0;
377 : : }
378 : :
379 : 3 : static int io_submit_add_bh(struct ext4_io_submit *io,
380 : : struct inode *inode,
381 : : struct page *page,
382 : : struct buffer_head *bh)
383 : : {
384 : : int ret;
385 : :
386 : 3 : if (io->io_bio && bh->b_blocknr != io->io_next_block) {
387 : : submit_and_retry:
388 : 3 : ext4_io_submit(io);
389 : : }
390 : 3 : if (io->io_bio == NULL) {
391 : 3 : ret = io_submit_init_bio(io, bh);
392 : 3 : if (ret)
393 : : return ret;
394 : 3 : io->io_bio->bi_write_hint = inode->i_write_hint;
395 : : }
396 : 3 : ret = bio_add_page(io->io_bio, page, bh->b_size, bh_offset(bh));
397 : 3 : if (ret != bh->b_size)
398 : : goto submit_and_retry;
399 : 3 : wbc_account_cgroup_owner(io->io_wbc, page, bh->b_size);
400 : 3 : io->io_next_block++;
401 : 3 : return 0;
402 : : }
403 : :
404 : 3 : int ext4_bio_write_page(struct ext4_io_submit *io,
405 : : struct page *page,
406 : : int len,
407 : : struct writeback_control *wbc,
408 : : bool keep_towrite)
409 : : {
410 : : struct page *bounce_page = NULL;
411 : 3 : struct inode *inode = page->mapping->host;
412 : : unsigned block_start;
413 : : struct buffer_head *bh, *head;
414 : : int ret = 0;
415 : : int nr_submitted = 0;
416 : : int nr_to_submit = 0;
417 : :
418 : 3 : BUG_ON(!PageLocked(page));
419 : 3 : BUG_ON(PageWriteback(page));
420 : :
421 : 3 : if (keep_towrite)
422 : : set_page_writeback_keepwrite(page);
423 : : else
424 : : set_page_writeback(page);
425 : : ClearPageError(page);
426 : :
427 : : /*
428 : : * Comments copied from block_write_full_page:
429 : : *
430 : : * The page straddles i_size. It must be zeroed out on each and every
431 : : * writepage invocation because it may be mmapped. "A file is mapped
432 : : * in multiples of the page size. For a file that is not a multiple of
433 : : * the page size, the remaining memory is zeroed when mapped, and
434 : : * writes to that region are not written out to the file."
435 : : */
436 : 3 : if (len < PAGE_SIZE)
437 : : zero_user_segment(page, len, PAGE_SIZE);
438 : : /*
439 : : * In the first loop we prepare and mark buffers to submit. We have to
440 : : * mark all buffers in the page before submitting so that
441 : : * end_page_writeback() cannot be called from ext4_bio_end_io() when IO
442 : : * on the first buffer finishes and we are still working on submitting
443 : : * the second buffer.
444 : : */
445 : 3 : bh = head = page_buffers(page);
446 : : do {
447 : 3 : block_start = bh_offset(bh);
448 : 3 : if (block_start >= len) {
449 : : clear_buffer_dirty(bh);
450 : : set_buffer_uptodate(bh);
451 : 0 : continue;
452 : : }
453 : 3 : if (!buffer_dirty(bh) || buffer_delay(bh) ||
454 : 3 : !buffer_mapped(bh) || buffer_unwritten(bh)) {
455 : : /* A hole? We can safely clear the dirty bit */
456 : 0 : if (!buffer_mapped(bh))
457 : : clear_buffer_dirty(bh);
458 : 0 : if (io->io_bio)
459 : 0 : ext4_io_submit(io);
460 : 0 : continue;
461 : : }
462 : 3 : if (buffer_new(bh))
463 : : clear_buffer_new(bh);
464 : : set_buffer_async_write(bh);
465 : 3 : nr_to_submit++;
466 : 3 : } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
467 : :
468 : 3 : bh = head = page_buffers(page);
469 : :
470 : : /*
471 : : * If any blocks are being written to an encrypted file, encrypt them
472 : : * into a bounce page. For simplicity, just encrypt until the last
473 : : * block which might be needed. This may cause some unneeded blocks
474 : : * (e.g. holes) to be unnecessarily encrypted, but this is rare and
475 : : * can't happen in the common case of blocksize == PAGE_SIZE.
476 : : */
477 : 3 : if (IS_ENCRYPTED(inode) && S_ISREG(inode->i_mode) && nr_to_submit) {
478 : : gfp_t gfp_flags = GFP_NOFS;
479 : 0 : unsigned int enc_bytes = round_up(len, i_blocksize(inode));
480 : :
481 : : /*
482 : : * Since bounce page allocation uses a mempool, we can only use
483 : : * a waiting mask (i.e. request guaranteed allocation) on the
484 : : * first page of the bio. Otherwise it can deadlock.
485 : : */
486 : 0 : if (io->io_bio)
487 : : gfp_flags = GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN;
488 : : retry_encrypt:
489 : 0 : bounce_page = fscrypt_encrypt_pagecache_blocks(page, enc_bytes,
490 : : 0, gfp_flags);
491 : 0 : if (IS_ERR(bounce_page)) {
492 : : ret = PTR_ERR(bounce_page);
493 : 0 : if (ret == -ENOMEM &&
494 : 0 : (io->io_bio || wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)) {
495 : : gfp_flags = GFP_NOFS;
496 : 0 : if (io->io_bio)
497 : 0 : ext4_io_submit(io);
498 : : else
499 : : gfp_flags |= __GFP_NOFAIL;
500 : 0 : congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/50);
501 : 0 : goto retry_encrypt;
502 : : }
503 : : bounce_page = NULL;
504 : : goto out;
505 : : }
506 : : }
507 : :
508 : : /* Now submit buffers to write */
509 : : do {
510 : 3 : if (!buffer_async_write(bh))
511 : 0 : continue;
512 : 3 : ret = io_submit_add_bh(io, inode, bounce_page ?: page, bh);
513 : 3 : if (ret) {
514 : : /*
515 : : * We only get here on ENOMEM. Not much else
516 : : * we can do but mark the page as dirty, and
517 : : * better luck next time.
518 : : */
519 : : break;
520 : : }
521 : 3 : nr_submitted++;
522 : : clear_buffer_dirty(bh);
523 : 3 : } while ((bh = bh->b_this_page) != head);
524 : :
525 : : /* Error stopped previous loop? Clean up buffers... */
526 : 3 : if (ret) {
527 : : out:
528 : 0 : fscrypt_free_bounce_page(bounce_page);
529 : 0 : printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: ret = %d\n", __func__, ret);
530 : 0 : redirty_page_for_writepage(wbc, page);
531 : : do {
532 : : clear_buffer_async_write(bh);
533 : 0 : bh = bh->b_this_page;
534 : 0 : } while (bh != head);
535 : : }
536 : 3 : unlock_page(page);
537 : : /* Nothing submitted - we have to end page writeback */
538 : 3 : if (!nr_submitted)
539 : 0 : end_page_writeback(page);
540 : 3 : return ret;
541 : : }
|
