mm/readahead.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * mm/readahead.c - address_space-level file readahead.
   4  *
   5  * Copyright (C) 2002, Linus Torvalds
   6  *
   7  * 09Apr2002    Andrew Morton
   8  *              Initial version.
   9  */
  10
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/dax.h>
  13 #include <linux/gfp.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/backing-dev.h>
  16 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  17 #include <linux/pagevec.h>
  18 #include <linux/pagemap.h>
  19 #include <linux/syscalls.h>
  20 #include <linux/file.h>
  21 #include <linux/mm_inline.h>
  22 #include <linux/blk-cgroup.h>
  23 #include <linux/fadvise.h>
  24 #include <linux/sched/mm.h>
  25
  26 #include "internal.h"
  27
  28 /*
  29  * Initialise a struct file's readahead state.  Assumes that the caller has
  30  * memset *ra to zero.
  31  */
  32 void
  33 file_ra_state_init(struct file_ra_state *ra, struct address_space *mapping)
  34 {
  35         ra->ra_pages = inode_to_bdi(mapping->host)->ra_pages;
  36         ra->prev_pos = -1;
  37 }
  38 EXPORT_SYMBOL_GPL(file_ra_state_init);
  39
  40 /*
  41  * see if a page needs releasing upon read_cache_pages() failure
  42  * - the caller of read_cache_pages() may have set PG_private or PG_fscache
  43  *   before calling, such as the NFS fs marking pages that are cached locally
  44  *   on disk, thus we need to give the fs a chance to clean up in the event of
  45  *   an error
  46  */
  47 static void read_cache_pages_invalidate_page(struct address_space *mapping,
  48                                              struct page *page)
  49 {
  50         if (page_has_private(page)) {
  51                 if (!trylock_page(page))
  52                         BUG();
  53                 page->mapping = mapping;
  54                 do_invalidatepage(page, 0, PAGE_SIZE);
  55                 page->mapping = NULL;
  56                 unlock_page(page);
  57         }
  58         put_page(page);
  59 }
  60
  61 /*
  62  * release a list of pages, invalidating them first if need be
  63  */
  64 static void read_cache_pages_invalidate_pages(struct address_space *mapping,
  65                                               struct list_head *pages)
  66 {
  67         struct page *victim;
  68
  69         while (!list_empty(pages)) {
  70                 victim = lru_to_page(pages);
  71                 list_del(&victim->lru);
  72                 read_cache_pages_invalidate_page(mapping, victim);
  73         }
  74 }
  75
  76 /**
  77  * read_cache_pages - populate an address space with some pages & start reads against them
  78  * @mapping: the address_space
  79  * @pages: The address of a list_head which contains the target pages.  These
  80  *   pages have their ->index populated and are otherwise uninitialised.
  81  * @filler: callback routine for filling a single page.
  82  * @data: private data for the callback routine.
  83  *
  84  * Hides the details of the LRU cache etc from the filesystems.
  85  *
  86  * Returns: %0 on success, error return by @filler otherwise
  87  */
  88 int read_cache_pages(struct address_space *mapping, struct list_head *pages,
  89                         int (*filler)(void *, struct page *), void *data)
  90 {
  91         struct page *page;
  92         int ret = 0;
  93
  94         while (!list_empty(pages)) {
  95                 page = lru_to_page(pages);
  96                 list_del(&page->lru);
  97                 if (add_to_page_cache_lru(page, mapping, page->index,
  98                                 readahead_gfp_mask(mapping))) {
  99                         read_cache_pages_invalidate_page(mapping, page);
 100                         continue;
 101                 }
 102                 put_page(page);
 103
 104                 ret = filler(data, page);
 105                 if (unlikely(ret)) {
 106                         read_cache_pages_invalidate_pages(mapping, pages);
 107                         break;
 108                 }
 109                 task_io_account_read(PAGE_SIZE);
 110         }
 111         return ret;
 112 }
 113
 114 EXPORT_SYMBOL(read_cache_pages);
 115
 116 static void read_pages(struct readahead_control *rac, struct list_head *pages,
 117                 bool skip_page)
 118 {
 119         const struct address_space_operations *aops = rac->mapping->a_ops;
 120         struct page *page;
 121         struct blk_plug plug;
 122
 123         if (!readahead_count(rac))
 124                 goto out;
 125
 126         blk_start_plug(&plug);
 127
 128         if (aops->readahead) {
 129                 aops->readahead(rac);
 130                 /* Clean up the remaining pages */
 131                 while ((page = readahead_page(rac))) {
 132                         unlock_page(page);
 133                         put_page(page);
 134                 }
 135         } else if (aops->readpages) {
 136                 aops->readpages(rac->file, rac->mapping, pages,
 137                                 readahead_count(rac));
 138                 /* Clean up the remaining pages */
 139                 put_pages_list(pages);
 140                 rac->_index += rac->_nr_pages;
 141                 rac->_nr_pages = 0;
 142         } else {
 143                 while ((page = readahead_page(rac))) {
 144                         aops->readpage(rac->file, page);
 145                         put_page(page);
 146                 }
 147         }
 148
 149         blk_finish_plug(&plug);
 150
 151         BUG_ON(pages && !list_empty(pages));
 152         BUG_ON(readahead_count(rac));
 153
 154 out:
 155         if (skip_page)
 156                 rac->_index++;
 157 }
 158
 159 /**
 160  * page_cache_ra_unbounded - Start unchecked readahead.
 161  * @ractl: Readahead control.
 162  * @nr_to_read: The number of pages to read.
 163  * @lookahead_size: Where to start the next readahead.
 164  *
 165  * This function is for filesystems to call when they want to start
 166  * readahead beyond a file's stated i_size.  This is almost certainly
 167  * not the function you want to call.  Use page_cache_async_readahead()
 168  * or page_cache_sync_readahead() instead.
 169  *
 170  * Context: File is referenced by caller.  Mutexes may be held by caller.
 171  * May sleep, but will not reenter filesystem to reclaim memory.
 172  */
 173 void page_cache_ra_unbounded(struct readahead_control *ractl,
 174                 unsigned long nr_to_read, unsigned long lookahead_size)
 175 {
 176         struct address_space *mapping = ractl->mapping;
 177         unsigned long index = readahead_index(ractl);
 178         LIST_HEAD(page_pool);
 179         gfp_t gfp_mask = readahead_gfp_mask(mapping);
 180         unsigned long i;
 181
 182         /*
 183          * Partway through the readahead operation, we will have added
 184          * locked pages to the page cache, but will not yet have submitted
 185          * them for I/O.  Adding another page may need to allocate memory,
 186          * which can trigger memory reclaim.  Telling the VM we're in
 187          * the middle of a filesystem operation will cause it to not
 188          * touch file-backed pages, preventing a deadlock.  Most (all?)
 189          * filesystems already specify __GFP_NOFS in their mapping's
 190          * gfp_mask, but let's be explicit here.
 191          */
 192         unsigned int nofs = memalloc_nofs_save();
 193
 194         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
 195         /*
 196          * Preallocate as many pages as we will need.
 197          */
 198         for (i = 0; i < nr_to_read; i++) {
 199                 struct folio *folio = xa_load(&mapping->i_pages, index + i);
 200
 201                 if (folio && !xa_is_value(folio)) {
 202                         /*
 203                          * Page already present?  Kick off the current batch
 204                          * of contiguous pages before continuing with the
 205                          * next batch.  This page may be the one we would
 206                          * have intended to mark as Readahead, but we don't
 207                          * have a stable reference to this page, and it's
 208                          * not worth getting one just for that.
 209                          */
 210                         read_pages(ractl, &page_pool, true);
 211                         i = ractl->_index + ractl->_nr_pages - index - 1;
 212                         continue;
 213                 }
 214
 215                 folio = filemap_alloc_folio(gfp_mask, 0);
 216                 if (!folio)
 217                         break;
 218                 if (mapping->a_ops->readpages) {
 219                         folio->index = index + i;
 220                         list_add(&folio->lru, &page_pool);
 221                 } else if (filemap_add_folio(mapping, folio, index + i,
 222                                         gfp_mask) < 0) {
 223                         folio_put(folio);
 224                         read_pages(ractl, &page_pool, true);
 225                         i = ractl->_index + ractl->_nr_pages - index - 1;
 226                         continue;
 227                 }
 228                 if (i == nr_to_read - lookahead_size)
 229                         folio_set_readahead(folio);
 230                 ractl->_nr_pages++;
 231         }
 232
 233         /*
 234          * Now start the IO.  We ignore I/O errors - if the page is not
 235          * uptodate then the caller will launch readpage again, and
 236          * will then handle the error.
 237          */
 238         read_pages(ractl, &page_pool, false);
 239         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
 240         memalloc_nofs_restore(nofs);
 241 }
 242 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_cache_ra_unbounded);
 243
 244 /*
 245  * do_page_cache_ra() actually reads a chunk of disk.  It allocates
 246  * the pages first, then submits them for I/O. This avoids the very bad
 247  * behaviour which would occur if page allocations are causing VM writeback.
 248  * We really don't want to intermingle reads and writes like that.
 249  */
 250 void do_page_cache_ra(struct readahead_control *ractl,
 251                 unsigned long nr_to_read, unsigned long lookahead_size)
 252 {
 253         struct inode *inode = ractl->mapping->host;
 254         unsigned long index = readahead_index(ractl);
 255         loff_t isize = i_size_read(inode);
 256         pgoff_t end_index;      /* The last page we want to read */
 257
 258         if (isize == 0)
 259                 return;
 260
 261         end_index = (isize - 1) >> PAGE_SHIFT;
 262         if (index > end_index)
 263                 return;
 264         /* Don't read past the page containing the last byte of the file */
 265         if (nr_to_read > end_index - index)
 266                 nr_to_read = end_index - index + 1;
 267
 268         page_cache_ra_unbounded(ractl, nr_to_read, lookahead_size);
 269 }
 270
 271 /*
 272  * Chunk the readahead into 2 megabyte units, so that we don't pin too much
 273  * memory at once.
 274  */
 275 void force_page_cache_ra(struct readahead_control *ractl,
 276                 unsigned long nr_to_read)
 277 {
 278         struct address_space *mapping = ractl->mapping;
 279         struct file_ra_state *ra = ractl->ra;
 280         struct backing_dev_info *bdi = inode_to_bdi(mapping->host);
 281         unsigned long max_pages, index;
 282
 283         if (unlikely(!mapping->a_ops->readpage && !mapping->a_ops->readpages &&
 284                         !mapping->a_ops->readahead))
 285                 return;
 286
 287         /*
 288          * If the request exceeds the readahead window, allow the read to
 289          * be up to the optimal hardware IO size
 290          */
 291         index = readahead_index(ractl);
 292         max_pages = max_t(unsigned long, bdi->io_pages, ra->ra_pages);
 293         nr_to_read = min_t(unsigned long, nr_to_read, max_pages);
 294         while (nr_to_read) {
 295                 unsigned long this_chunk = (2 * 1024 * 1024) / PAGE_SIZE;
 296
 297                 if (this_chunk > nr_to_read)
 298                         this_chunk = nr_to_read;
 299                 ractl->_index = index;
 300                 do_page_cache_ra(ractl, this_chunk, 0);
 301
 302                 index += this_chunk;
 303                 nr_to_read -= this_chunk;
 304         }
 305 }
 306
 307 /*
 308  * Set the initial window size, round to next power of 2 and square
 309  * for small size, x 4 for medium, and x 2 for large
 310  * for 128k (32 page) max ra
 311  * 1-2 page = 16k, 3-4 page 32k, 5-8 page = 64k, > 8 page = 128k initial
 312  */
 313 static unsigned long get_init_ra_size(unsigned long size, unsigned long max)
 314 {
 315         unsigned long newsize = roundup_pow_of_two(size);
 316
 317         if (newsize <= max / 32)
 318                 newsize = newsize * 4;
 319         else if (newsize <= max / 4)
 320                 newsize = newsize * 2;
 321         else
 322                 newsize = max;
 323
 324         return newsize;
 325 }
 326
 327 /*
 328  *  Get the previous window size, ramp it up, and
 329  *  return it as the new window size.
 330  */
 331 static unsigned long get_next_ra_size(struct file_ra_state *ra,
 332                                       unsigned long max)
 333 {
 334         unsigned long cur = ra->size;
 335
 336         if (cur < max / 16)
 337                 return 4 * cur;
 338         if (cur <= max / 2)
 339                 return 2 * cur;
 340         return max;
 341 }
 342
 343 /*
 344  * On-demand readahead design.
 345  *
 346  * The fields in struct file_ra_state represent the most-recently-executed
 347  * readahead attempt:
 348  *
 349  *                        |<----- async_size ---------|
 350  *     |------------------- size -------------------->|
 351  *     |==================#===========================|
 352  *     ^start             ^page marked with PG_readahead
 353  *
 354  * To overlap application thinking time and disk I/O time, we do
 355  * `readahead pipelining': Do not wait until the application consumed all
 356  * readahead pages and stalled on the missing page at readahead_index;
 357  * Instead, submit an asynchronous readahead I/O as soon as there are
 358  * only async_size pages left in the readahead window. Normally async_size
 359  * will be equal to size, for maximum pipelining.
 360  *
 361  * In interleaved sequential reads, concurrent streams on the same fd can
 362  * be invalidating each other's readahead state. So we flag the new readahead
 363  * page at (start+size-async_size) with PG_readahead, and use it as readahead
 364  * indicator. The flag won't be set on already cached pages, to avoid the
 365  * readahead-for-nothing fuss, saving pointless page cache lookups.
 366  *
 367  * prev_pos tracks the last visited byte in the _previous_ read request.
 368  * It should be maintained by the caller, and will be used for detecting
 369  * small random reads. Note that the readahead algorithm checks loosely
 370  * for sequential patterns. Hence interleaved reads might be served as
 371  * sequential ones.
 372  *
 373  * There is a special-case: if the first page which the application tries to
 374  * read happens to be the first page of the file, it is assumed that a linear
 375  * read is about to happen and the window is immediately set to the initial size
 376  * based on I/O request size and the max_readahead.
 377  *
 378  * The code ramps up the readahead size aggressively at first, but slow down as
 379  * it approaches max_readhead.
 380  */
 381
 382 /*
 383  * Count contiguously cached pages from @index-1 to @index-@max,
 384  * this count is a conservative estimation of
 385  *      - length of the sequential read sequence, or
 386  *      - thrashing threshold in memory tight systems
 387  */
 388 static pgoff_t count_history_pages(struct address_space *mapping,
 389                                    pgoff_t index, unsigned long max)
 390 {
 391         pgoff_t head;
 392
 393         rcu_read_lock();
 394         head = page_cache_prev_miss(mapping, index - 1, max);
 395         rcu_read_unlock();
 396
 397         return index - 1 - head;
 398 }
 399
 400 /*
 401  * page cache context based read-ahead
 402  */
 403 static int try_context_readahead(struct address_space *mapping,
 404                                  struct file_ra_state *ra,
 405                                  pgoff_t index,
 406                                  unsigned long req_size,
 407                                  unsigned long max)
 408 {
 409         pgoff_t size;
 410
 411         size = count_history_pages(mapping, index, max);
 412
 413         /*
 414          * not enough history pages:
 415          * it could be a random read
 416          */
 417         if (size <= req_size)
 418                 return 0;
 419
 420         /*
 421          * starts from beginning of file:
 422          * it is a strong indication of long-run stream (or whole-file-read)
 423          */
 424         if (size >= index)
 425                 size *= 2;
 426
 427         ra->start = index;
 428         ra->size = min(size + req_size, max);
 429         ra->async_size = 1;
 430
 431         return 1;
 432 }
 433
 434 /*
 435  * There are some parts of the kernel which assume that PMD entries
 436  * are exactly HPAGE_PMD_ORDER.  Those should be fixed, but until then,
 437  * limit the maximum allocation order to PMD size.  I'm not aware of any
 438  * assumptions about maximum order if THP are disabled, but 8 seems like
 439  * a good order (that's 1MB if you're using 4kB pages)
 440  */
 441 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 442 #define MAX_PAGECACHE_ORDER     HPAGE_PMD_ORDER
 443 #else
 444 #define MAX_PAGECACHE_ORDER     8
 445 #endif
 446
 447 static inline int ra_alloc_folio(struct readahead_control *ractl, pgoff_t index,
 448                 pgoff_t mark, unsigned int order, gfp_t gfp)
 449 {
 450         int err;
 451         struct folio *folio = filemap_alloc_folio(gfp, order);
 452
 453         if (!folio)
 454                 return -ENOMEM;
 455         if (mark - index < (1UL << order))
 456                 folio_set_readahead(folio);
 457         err = filemap_add_folio(ractl->mapping, folio, index, gfp);
 458         if (err)
 459                 folio_put(folio);
 460         else
 461                 ractl->_nr_pages += 1UL << order;
 462         return err;
 463 }
 464
 465 static void page_cache_ra_order(struct readahead_control *ractl,
 466                 struct file_ra_state *ra, unsigned int new_order)
 467 {
 468         struct address_space *mapping = ractl->mapping;
 469         pgoff_t index = readahead_index(ractl);
 470         pgoff_t limit = (i_size_read(mapping->host) - 1) >> PAGE_SHIFT;
 471         pgoff_t mark = index + ra->size - ra->async_size;
 472         int err = 0;
 473         gfp_t gfp = readahead_gfp_mask(mapping);
 474
 475         if (!mapping_large_folio_support(mapping) || ra->size < 4)
 476                 goto fallback;
 477
 478         limit = min(limit, index + ra->size - 1);
 479
 480         if (new_order < MAX_PAGECACHE_ORDER) {
 481                 new_order += 2;
 482                 if (new_order > MAX_PAGECACHE_ORDER)
 483                         new_order = MAX_PAGECACHE_ORDER;
 484                 while ((1 << new_order) > ra->size)
 485                         new_order--;
 486         }
 487
 488         while (index <= limit) {
 489                 unsigned int order = new_order;
 490
 491                 /* Align with smaller pages if needed */
 492                 if (index & ((1UL << order) - 1)) {
 493                         order = __ffs(index);
 494                         if (order == 1)
 495                                 order = 0;
 496                 }
 497                 /* Don't allocate pages past EOF */
 498                 while (index + (1UL << order) - 1 > limit) {
 499                         if (--order == 1)
 500                                 order = 0;
 501                 }
 502                 err = ra_alloc_folio(ractl, index, mark, order, gfp);
 503                 if (err)
 504                         break;
 505                 index += 1UL << order;
 506         }
 507
 508         if (index > limit) {
 509                 ra->size += index - limit - 1;
 510                 ra->async_size += index - limit - 1;
 511         }
 512
 513         read_pages(ractl, NULL, false);
 514
 515         /*
 516          * If there were already pages in the page cache, then we may have
 517          * left some gaps.  Let the regular readahead code take care of this
 518          * situation.
 519          */
 520         if (!err)
 521                 return;
 522 fallback:
 523         do_page_cache_ra(ractl, ra->size, ra->async_size);
 524 }
 525
 526 /*
 527  * A minimal readahead algorithm for trivial sequential/random reads.
 528  */
 529 static void ondemand_readahead(struct readahead_control *ractl,
 530                 struct folio *folio, unsigned long req_size)
 531 {
 532         struct backing_dev_info *bdi = inode_to_bdi(ractl->mapping->host);
 533         struct file_ra_state *ra = ractl->ra;
 534         unsigned long max_pages = ra->ra_pages;
 535         unsigned long add_pages;
 536         unsigned long index = readahead_index(ractl);
 537         pgoff_t prev_index;
 538
 539         /*
 540          * If the request exceeds the readahead window, allow the read to
 541          * be up to the optimal hardware IO size
 542          */
 543         if (req_size > max_pages && bdi->io_pages > max_pages)
 544                 max_pages = min(req_size, bdi->io_pages);
 545
 546         /*
 547          * start of file
 548          */
 549         if (!index)
 550                 goto initial_readahead;
 551
 552         /*
 553          * It's the expected callback index, assume sequential access.
 554          * Ramp up sizes, and push forward the readahead window.
 555          */
 556         if ((index == (ra->start + ra->size - ra->async_size) ||
 557              index == (ra->start + ra->size))) {
 558                 ra->start += ra->size;
 559                 ra->size = get_next_ra_size(ra, max_pages);
 560                 ra->async_size = ra->size;
 561                 goto readit;
 562         }
 563
 564         /*
 565          * Hit a marked folio without valid readahead state.
 566          * E.g. interleaved reads.
 567          * Query the pagecache for async_size, which normally equals to
 568          * readahead size. Ramp it up and use it as the new readahead size.
 569          */
 570         if (folio) {
 571                 pgoff_t start;
 572
 573                 rcu_read_lock();
 574                 start = page_cache_next_miss(ractl->mapping, index + 1,
 575                                 max_pages);
 576                 rcu_read_unlock();
 577
 578                 if (!start || start - index > max_pages)
 579                         return;
 580
 581                 ra->start = start;
 582                 ra->size = start - index;       /* old async_size */
 583                 ra->size += req_size;
 584                 ra->size = get_next_ra_size(ra, max_pages);
 585                 ra->async_size = ra->size;
 586                 goto readit;
 587         }
 588
 589         /*
 590          * oversize read
 591          */
 592         if (req_size > max_pages)
 593                 goto initial_readahead;
 594
 595         /*
 596          * sequential cache miss
 597          * trivial case: (index - prev_index) == 1
 598          * unaligned reads: (index - prev_index) == 0
 599          */
 600         prev_index = (unsigned long long)ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT;
 601         if (index - prev_index <= 1UL)
 602                 goto initial_readahead;
 603
 604         /*
 605          * Query the page cache and look for the traces(cached history pages)
 606          * that a sequential stream would leave behind.
 607          */
 608         if (try_context_readahead(ractl->mapping, ra, index, req_size,
 609                         max_pages))
 610                 goto readit;
 611
 612         /*
 613          * standalone, small random read
 614          * Read as is, and do not pollute the readahead state.
 615          */
 616         do_page_cache_ra(ractl, req_size, 0);
 617         return;
 618
 619 initial_readahead:
 620         ra->start = index;
 621         ra->size = get_init_ra_size(req_size, max_pages);
 622         ra->async_size = ra->size > req_size ? ra->size - req_size : ra->size;
 623
 624 readit:
 625         /*
 626          * Will this read hit the readahead marker made by itself?
 627          * If so, trigger the readahead marker hit now, and merge
 628          * the resulted next readahead window into the current one.
 629          * Take care of maximum IO pages as above.
 630          */
 631         if (index == ra->start && ra->size == ra->async_size) {
 632                 add_pages = get_next_ra_size(ra, max_pages);
 633                 if (ra->size + add_pages <= max_pages) {
 634                         ra->async_size = add_pages;
 635                         ra->size += add_pages;
 636                 } else {
 637                         ra->size = max_pages;
 638                         ra->async_size = max_pages >> 1;
 639                 }
 640         }
 641
 642         ractl->_index = ra->start;
 643         page_cache_ra_order(ractl, ra, folio ? folio_order(folio) : 0);
 644 }
 645
 646 void page_cache_sync_ra(struct readahead_control *ractl,
 647                 unsigned long req_count)
 648 {
 649         bool do_forced_ra = ractl->file && (ractl->file->f_mode & FMODE_RANDOM);
 650
 651         /*
 652          * Even if read-ahead is disabled, issue this request as read-ahead
 653          * as we'll need it to satisfy the requested range. The forced
 654          * read-ahead will do the right thing and limit the read to just the
 655          * requested range, which we'll set to 1 page for this case.
 656          */
 657         if (!ractl->ra->ra_pages || blk_cgroup_congested()) {
 658                 if (!ractl->file)
 659                         return;
 660                 req_count = 1;
 661                 do_forced_ra = true;
 662         }
 663
 664         /* be dumb */
 665         if (do_forced_ra) {
 666                 force_page_cache_ra(ractl, req_count);
 667                 return;
 668         }
 669
 670         /* do read-ahead */
 671         ondemand_readahead(ractl, NULL, req_count);
 672 }
 673 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_cache_sync_ra);
 674
 675 void page_cache_async_ra(struct readahead_control *ractl,
 676                 struct folio *folio, unsigned long req_count)
 677 {
 678         /* no read-ahead */
 679         if (!ractl->ra->ra_pages)
 680                 return;
 681
 682         /*
 683          * Same bit is used for PG_readahead and PG_reclaim.
 684          */
 685         if (folio_test_writeback(folio))
 686                 return;
 687
 688         folio_clear_readahead(folio);
 689
 690         /*
 691          * Defer asynchronous read-ahead on IO congestion.
 692          */
 693         if (inode_read_congested(ractl->mapping->host))
 694                 return;
 695
 696         if (blk_cgroup_congested())
 697                 return;
 698
 699         /* do read-ahead */
 700         ondemand_readahead(ractl, folio, req_count);
 701 }
 702 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_cache_async_ra);
 703
 704 ssize_t ksys_readahead(int fd, loff_t offset, size_t count)
 705 {
 706         ssize_t ret;
 707         struct fd f;
 708
 709         ret = -EBADF;
 710         f = fdget(fd);
 711         if (!f.file || !(f.file->f_mode & FMODE_READ))
 712                 goto out;
 713
 714         /*
 715          * The readahead() syscall is intended to run only on files
 716          * that can execute readahead. If readahead is not possible
 717          * on this file, then we must return -EINVAL.
 718          */
 719         ret = -EINVAL;
 720         if (!f.file->f_mapping || !f.file->f_mapping->a_ops ||
 721             !S_ISREG(file_inode(f.file)->i_mode))
 722                 goto out;
 723
 724         ret = vfs_fadvise(f.file, offset, count, POSIX_FADV_WILLNEED);
 725 out:
 726         fdput(f);
 727         return ret;
 728 }
 729
 730 SYSCALL_DEFINE3(readahead, int, fd, loff_t, offset, size_t, count)
 731 {
 732         return ksys_readahead(fd, offset, count);
 733 }
 734
 735 /**
 736  * readahead_expand - Expand a readahead request
 737  * @ractl: The request to be expanded
 738  * @new_start: The revised start
 739  * @new_len: The revised size of the request
 740  *
 741  * Attempt to expand a readahead request outwards from the current size to the
 742  * specified size by inserting locked pages before and after the current window
 743  * to increase the size to the new window.  This may involve the insertion of
 744  * THPs, in which case the window may get expanded even beyond what was
 745  * requested.
 746  *
 747  * The algorithm will stop if it encounters a conflicting page already in the
 748  * pagecache and leave a smaller expansion than requested.
 749  *
 750  * The caller must check for this by examining the revised @ractl object for a
 751  * different expansion than was requested.
 752  */
 753 void readahead_expand(struct readahead_control *ractl,
 754                       loff_t new_start, size_t new_len)
 755 {
 756         struct address_space *mapping = ractl->mapping;
 757         struct file_ra_state *ra = ractl->ra;
 758         pgoff_t new_index, new_nr_pages;
 759         gfp_t gfp_mask = readahead_gfp_mask(mapping);
 760
 761         new_index = new_start / PAGE_SIZE;
 762
 763         /* Expand the leading edge downwards */
 764         while (ractl->_index > new_index) {
 765                 unsigned long index = ractl->_index - 1;
 766                 struct page *page = xa_load(&mapping->i_pages, index);
 767
 768                 if (page && !xa_is_value(page))
 769                         return; /* Page apparently present */
 770
 771                 page = __page_cache_alloc(gfp_mask);
 772                 if (!page)
 773                         return;
 774                 if (add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp_mask) < 0) {
 775                         put_page(page);
 776                         return;
 777                 }
 778
 779                 ractl->_nr_pages++;
 780                 ractl->_index = page->index;
 781         }
 782
 783         new_len += new_start - readahead_pos(ractl);
 784         new_nr_pages = DIV_ROUND_UP(new_len, PAGE_SIZE);
 785
 786         /* Expand the trailing edge upwards */
 787         while (ractl->_nr_pages < new_nr_pages) {
 788                 unsigned long index = ractl->_index + ractl->_nr_pages;
 789                 struct page *page = xa_load(&mapping->i_pages, index);
 790
 791                 if (page && !xa_is_value(page))
 792                         return; /* Page apparently present */
 793
 794                 page = __page_cache_alloc(gfp_mask);
 795                 if (!page)
 796                         return;
 797                 if (add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp_mask) < 0) {
 798                         put_page(page);
 799                         return;
 800                 }
 801                 ractl->_nr_pages++;
 802                 if (ra) {
 803                         ra->size++;
 804                         ra->async_size++;
 805                 }
 806         }
 807 }
 808 EXPORT_SYMBOL(readahead_expand);