Quelle  page.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
/*
 * Buffer/page management specific to NILFS
 *
 * Copyright (C) 2005-2008 Nippon Telegraph and Telephone Corporation.
 *
 * Written by Ryusuke Konishi and Seiji Kihara.
 */

#include <linux/pagemap.h>
#include <linux/writeback.h>
#include <linux/swap.h>
#include <linux/bitops.h>
#include <linux/page-flags.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/highmem.h>
#include <linux/pagevec.h>
#include <linux/gfp.h>
#include "nilfs.h"
#include "page.h"
#include "mdt.h"


#define NILFS_BUFFER_INHERENT_BITS     \
 (BIT(BH_Uptodate) | BIT(BH_Mapped) | BIT(BH_NILFS_Node) | \
  BIT(BH_NILFS_Volatile) | BIT(BH_NILFS_Checked))

static struct buffer_head *__nilfs_get_folio_block(struct folio *folio,
  unsigned long block, pgoff_t index, int blkbits,
  unsigned long b_state)

{
 unsigned long first_block;
 struct buffer_head *bh = folio_buffers(folio);

 if (!bh)
  bh = create_empty_buffers(folio, 1 << blkbits, b_state);

 first_block = (unsigned long)index << (PAGE_SHIFT - blkbits);
 bh = get_nth_bh(bh, block - first_block);

 wait_on_buffer(bh);
 return bh;
}

struct buffer_head *nilfs_grab_buffer(struct inode *inode,
          struct address_space *mapping,
          unsigned long blkoff,
          unsigned long b_state)
{
 int blkbits = inode->i_blkbits;
 pgoff_t index = blkoff >> (PAGE_SHIFT - blkbits);
 struct folio *folio;
 struct buffer_head *bh;

 folio = filemap_grab_folio(mapping, index);
 if (IS_ERR(folio))
  return NULL;

 bh = __nilfs_get_folio_block(folio, blkoff, index, blkbits, b_state);
 if (unlikely(!bh)) {
  folio_unlock(folio);
  folio_put(folio);
  return NULL;
 }
 bh->b_bdev = inode->i_sb->s_bdev;
 return bh;
}

/**
 * nilfs_forget_buffer - discard dirty state
 * @bh: buffer head of the buffer to be discarded
 */
void nilfs_forget_buffer(struct buffer_head *bh)
{
 struct folio *folio = bh->b_folio;
 const unsigned long clear_bits =
  (BIT(BH_Uptodate) | BIT(BH_Dirty) | BIT(BH_Mapped) |
   BIT(BH_Async_Write) | BIT(BH_NILFS_Volatile) |
   BIT(BH_NILFS_Checked) | BIT(BH_NILFS_Redirected) |
   BIT(BH_Delay));

 lock_buffer(bh);
 set_mask_bits(&bh->b_state, clear_bits, 0);
 if (nilfs_folio_buffers_clean(folio))
  __nilfs_clear_folio_dirty(folio);

 bh->b_blocknr = -1;
 folio_clear_uptodate(folio);
 folio_clear_mappedtodisk(folio);
 unlock_buffer(bh);
 brelse(bh);
}

/**
 * nilfs_copy_buffer -- copy buffer data and flags
 * @dbh: destination buffer
 * @sbh: source buffer
 */
void nilfs_copy_buffer(struct buffer_head *dbh, struct buffer_head *sbh)
{
 void *saddr, *daddr;
 unsigned long bits;
 struct folio *sfolio = sbh->b_folio, *dfolio = dbh->b_folio;
 struct buffer_head *bh;

 saddr = kmap_local_folio(sfolio, bh_offset(sbh));
 daddr = kmap_local_folio(dfolio, bh_offset(dbh));
 memcpy(daddr, saddr, sbh->b_size);
 kunmap_local(daddr);
 kunmap_local(saddr);

 dbh->b_state = sbh->b_state & NILFS_BUFFER_INHERENT_BITS;
 dbh->b_blocknr = sbh->b_blocknr;
 dbh->b_bdev = sbh->b_bdev;

 bh = dbh;
 bits = sbh->b_state & (BIT(BH_Uptodate) | BIT(BH_Mapped));
 while ((bh = bh->b_this_page) != dbh) {
  lock_buffer(bh);
  bits &= bh->b_state;
  unlock_buffer(bh);
 }
 if (bits & BIT(BH_Uptodate))
  folio_mark_uptodate(dfolio);
 else
  folio_clear_uptodate(dfolio);
 if (bits & BIT(BH_Mapped))
  folio_set_mappedtodisk(dfolio);
 else
  folio_clear_mappedtodisk(dfolio);
}

/**
 * nilfs_folio_buffers_clean - Check if a folio has dirty buffers or not.
 * @folio: Folio to be checked.
 *
 * Return: false if the folio has dirty buffers, true otherwise.
 */
bool nilfs_folio_buffers_clean(struct folio *folio)
{
 struct buffer_head *bh, *head;

 bh = head = folio_buffers(folio);
 do {
  if (buffer_dirty(bh))
   return false;
  bh = bh->b_this_page;
 } while (bh != head);
 return true;
}

void nilfs_folio_bug(struct folio *folio)
{
 struct buffer_head *bh, *head;
 struct address_space *m;
 unsigned long ino;

 if (unlikely(!folio)) {
  printk(KERN_CRIT "NILFS_FOLIO_BUG(NULL)\n");
  return;
 }

 m = folio->mapping;
 ino = m ? m->host->i_ino : 0;

 printk(KERN_CRIT "NILFS_FOLIO_BUG(%p): cnt=%d index#=%llu flags=0x%lx "
        "mapping=%p ino=%lu\n",
        folio, folio_ref_count(folio),
        (unsigned long long)folio->index, folio->flags, m, ino);

 head = folio_buffers(folio);
 if (head) {
  int i = 0;

  bh = head;
  do {
   printk(KERN_CRIT
          " BH[%d] %p: cnt=%d block#=%llu state=0x%lx\n",
          i++, bh, atomic_read(&bh->b_count),
          (unsigned long long)bh->b_blocknr, bh->b_state);
   bh = bh->b_this_page;
  } while (bh != head);
 }
}

/**
 * nilfs_copy_folio -- copy the folio with buffers
 * @dst: destination folio
 * @src: source folio
 * @copy_dirty: flag whether to copy dirty states on the folio's buffer heads.
 *
 * This function is for both data folios and btnode folios.  The dirty flag
 * should be treated by caller.  The folio must not be under i/o.
 * Both src and dst folio must be locked
 */
static void nilfs_copy_folio(struct folio *dst, struct folio *src,
  bool copy_dirty)
{
 struct buffer_head *dbh, *dbufs, *sbh;
 unsigned long mask = NILFS_BUFFER_INHERENT_BITS;

 BUG_ON(folio_test_writeback(dst));

 sbh = folio_buffers(src);
 dbh = folio_buffers(dst);
 if (!dbh)
  dbh = create_empty_buffers(dst, sbh->b_size, 0);

 if (copy_dirty)
  mask |= BIT(BH_Dirty);

 dbufs = dbh;
 do {
  lock_buffer(sbh);
  lock_buffer(dbh);
  dbh->b_state = sbh->b_state & mask;
  dbh->b_blocknr = sbh->b_blocknr;
  dbh->b_bdev = sbh->b_bdev;
  sbh = sbh->b_this_page;
  dbh = dbh->b_this_page;
 } while (dbh != dbufs);

 folio_copy(dst, src);

 if (folio_test_uptodate(src) && !folio_test_uptodate(dst))
  folio_mark_uptodate(dst);
 else if (!folio_test_uptodate(src) && folio_test_uptodate(dst))
  folio_clear_uptodate(dst);
 if (folio_test_mappedtodisk(src) && !folio_test_mappedtodisk(dst))
  folio_set_mappedtodisk(dst);
 else if (!folio_test_mappedtodisk(src) && folio_test_mappedtodisk(dst))
  folio_clear_mappedtodisk(dst);

 do {
  unlock_buffer(sbh);
  unlock_buffer(dbh);
  sbh = sbh->b_this_page;
  dbh = dbh->b_this_page;
 } while (dbh != dbufs);
}

int nilfs_copy_dirty_pages(struct address_space *dmap,
      struct address_space *smap)
{
 struct folio_batch fbatch;
 unsigned int i;
 pgoff_t index = 0;
 int err = 0;

 folio_batch_init(&fbatch);
repeat:
 if (!filemap_get_folios_tag(smap, &index, (pgoff_t)-1,
    PAGECACHE_TAG_DIRTY, &fbatch))
  return 0;

 for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++) {
  struct folio *folio = fbatch.folios[i], *dfolio;

  folio_lock(folio);
  if (unlikely(!folio_test_dirty(folio)))
   NILFS_FOLIO_BUG(folio, "inconsistent dirty state");

  dfolio = filemap_grab_folio(dmap, folio->index);
  if (IS_ERR(dfolio)) {
   /* No empty page is added to the page cache */
   folio_unlock(folio);
   err = PTR_ERR(dfolio);
   break;
  }
  if (unlikely(!folio_buffers(folio)))
   NILFS_FOLIO_BUG(folio,
           "found empty page in dat page cache");

  nilfs_copy_folio(dfolio, folio, true);
  filemap_dirty_folio(folio_mapping(dfolio), dfolio);

  folio_unlock(dfolio);
  folio_put(dfolio);
  folio_unlock(folio);
 }
 folio_batch_release(&fbatch);
 cond_resched();

 if (likely(!err))
  goto repeat;
 return err;
}

/**
 * nilfs_copy_back_pages -- copy back pages to original cache from shadow cache
 * @dmap: destination page cache
 * @smap: source page cache
 *
 * No pages must be added to the cache during this process.
 * This must be ensured by the caller.
 */
void nilfs_copy_back_pages(struct address_space *dmap,
      struct address_space *smap)
{
 struct folio_batch fbatch;
 unsigned int i, n;
 pgoff_t start = 0;

 folio_batch_init(&fbatch);
repeat:
 n = filemap_get_folios(smap, &start, ~0UL, &fbatch);
 if (!n)
  return;

 for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++) {
  struct folio *folio = fbatch.folios[i], *dfolio;
  pgoff_t index = folio->index;

  folio_lock(folio);
  dfolio = filemap_lock_folio(dmap, index);
  if (!IS_ERR(dfolio)) {
   /* overwrite existing folio in the destination cache */
   WARN_ON(folio_test_dirty(dfolio));
   nilfs_copy_folio(dfolio, folio, false);
   folio_unlock(dfolio);
   folio_put(dfolio);
   /* Do we not need to remove folio from smap here? */
  } else {
   struct folio *f;

   /* move the folio to the destination cache */
   xa_lock_irq(&smap->i_pages);
   f = __xa_erase(&smap->i_pages, index);
   WARN_ON(folio != f);
   smap->nrpages--;
   xa_unlock_irq(&smap->i_pages);

   xa_lock_irq(&dmap->i_pages);
   f = __xa_store(&dmap->i_pages, index, folio, GFP_NOFS);
   if (unlikely(f)) {
    /* Probably -ENOMEM */
    folio->mapping = NULL;
    folio_put(folio);
   } else {
    folio->mapping = dmap;
    dmap->nrpages++;
    if (folio_test_dirty(folio))
     __xa_set_mark(&dmap->i_pages, index,
       PAGECACHE_TAG_DIRTY);
   }
   xa_unlock_irq(&dmap->i_pages);
  }
  folio_unlock(folio);
 }
 folio_batch_release(&fbatch);
 cond_resched();

 goto repeat;
}

/**
 * nilfs_clear_dirty_pages - discard dirty pages in address space
 * @mapping: address space with dirty pages for discarding
 */
void nilfs_clear_dirty_pages(struct address_space *mapping)
{
 struct folio_batch fbatch;
 unsigned int i;
 pgoff_t index = 0;

 folio_batch_init(&fbatch);

 while (filemap_get_folios_tag(mapping, &index, (pgoff_t)-1,
    PAGECACHE_TAG_DIRTY, &fbatch)) {
  for (i = 0; i < folio_batch_count(&fbatch); i++) {
   struct folio *folio = fbatch.folios[i];

   folio_lock(folio);

   /*
 * This folio may have been removed from the address
 * space by truncation or invalidation when the lock
 * was acquired.  Skip processing in that case.
 */
   if (likely(folio->mapping == mapping))
    nilfs_clear_folio_dirty(folio);

   folio_unlock(folio);
  }
  folio_batch_release(&fbatch);
  cond_resched();
 }
}

/**
 * nilfs_clear_folio_dirty - discard dirty folio
 * @folio: dirty folio that will be discarded
 *
 * nilfs_clear_folio_dirty() clears working states including dirty state for
 * the folio and its buffers.  If the folio has buffers, clear only if it is
 * confirmed that none of the buffer heads are busy (none have valid
 * references and none are locked).
 */
void nilfs_clear_folio_dirty(struct folio *folio)
{
 struct buffer_head *bh, *head;

 BUG_ON(!folio_test_locked(folio));

 head = folio_buffers(folio);
 if (head) {
  const unsigned long clear_bits =
   (BIT(BH_Uptodate) | BIT(BH_Dirty) | BIT(BH_Mapped) |
    BIT(BH_Async_Write) | BIT(BH_NILFS_Volatile) |
    BIT(BH_NILFS_Checked) | BIT(BH_NILFS_Redirected) |
    BIT(BH_Delay));
  bool busy, invalidated = false;

recheck_buffers:
  busy = false;
  bh = head;
  do {
   if (atomic_read(&bh->b_count) | buffer_locked(bh)) {
    busy = true;
    break;
   }
  } while (bh = bh->b_this_page, bh != head);

  if (busy) {
   if (invalidated)
    return;
   invalidate_bh_lrus();
   invalidated = true;
   goto recheck_buffers;
  }

  bh = head;
  do {
   lock_buffer(bh);
   set_mask_bits(&bh->b_state, clear_bits, 0);
   unlock_buffer(bh);
  } while (bh = bh->b_this_page, bh != head);
 }

 folio_clear_uptodate(folio);
 folio_clear_mappedtodisk(folio);
 folio_clear_checked(folio);
 __nilfs_clear_folio_dirty(folio);
}

unsigned int nilfs_page_count_clean_buffers(struct folio *folio,
         unsigned int from, unsigned int to)
{
 unsigned int block_start, block_end;
 struct buffer_head *bh, *head;
 unsigned int nc = 0;

 for (bh = head = folio_buffers(folio), block_start = 0;
      bh != head || !block_start;
      block_start = block_end, bh = bh->b_this_page) {
  block_end = block_start + bh->b_size;
  if (block_end > from && block_start < to && !buffer_dirty(bh))
   nc++;
 }
 return nc;
}

/*
 * NILFS2 needs clear_page_dirty() in the following two cases:
 *
 * 1) For B-tree node pages and data pages of DAT file, NILFS2 clears dirty
 *    flag of pages when it copies back pages from shadow cache to the
 *    original cache.
 *
 * 2) Some B-tree operations like insertion or deletion may dispose buffers
 *    in dirty state, and this needs to cancel the dirty state of their pages.
 */
void __nilfs_clear_folio_dirty(struct folio *folio)
{
 struct address_space *mapping = folio->mapping;

 if (mapping) {
  xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
  if (folio_test_dirty(folio)) {
   __xa_clear_mark(&mapping->i_pages, folio->index,
          PAGECACHE_TAG_DIRTY);
   xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
   folio_clear_dirty_for_io(folio);
   return;
  }
  xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
  return;
 }
 folio_clear_dirty(folio);
}

/**
 * nilfs_find_uncommitted_extent - find extent of uncommitted data
 * @inode: inode
 * @start_blk: start block offset (in)
 * @blkoff: start offset of the found extent (out)
 *
 * This function searches an extent of buffers marked "delayed" which
 * starts from a block offset equal to or larger than @start_blk.  If
 * such an extent was found, this will store the start offset in
 * @blkoff and return its length in blocks.
 *
 * Return: Length in blocks of found extent, 0 otherwise.
 */
unsigned long nilfs_find_uncommitted_extent(struct inode *inode,
         sector_t start_blk,
         sector_t *blkoff)
{
 unsigned int i, nr_folios;
 pgoff_t index;
 unsigned long length = 0;
 struct folio_batch fbatch;
 struct folio *folio;

 if (inode->i_mapping->nrpages == 0)
  return 0;

 index = start_blk >> (PAGE_SHIFT - inode->i_blkbits);

 folio_batch_init(&fbatch);

repeat:
 nr_folios = filemap_get_folios_contig(inode->i_mapping, &index, ULONG_MAX,
   &fbatch);
 if (nr_folios == 0)
  return length;

 i = 0;
 do {
  folio = fbatch.folios[i];

  folio_lock(folio);
  if (folio_buffers(folio)) {
   struct buffer_head *bh, *head;
   sector_t b;

   b = folio->index << (PAGE_SHIFT - inode->i_blkbits);
   bh = head = folio_buffers(folio);
   do {
    if (b < start_blk)
     continue;
    if (buffer_delay(bh)) {
     if (length == 0)
      *blkoff = b;
     length++;
    } else if (length > 0) {
     goto out_locked;
    }
   } while (++b, bh = bh->b_this_page, bh != head);
  } else {
   if (length > 0)
    goto out_locked;
  }
  folio_unlock(folio);

 } while (++i < nr_folios);

 folio_batch_release(&fbatch);
 cond_resched();
 goto repeat;

out_locked:
 folio_unlock(folio);
 folio_batch_release(&fbatch);
 return length;
}