]> Git Repo - linux.git/blob - mm/page-writeback.c
Merge tag 'powerpc-6.13-3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/powerpc...
[linux.git] / mm / page-writeback.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * mm/page-writeback.c
4  *
5  * Copyright (C) 2002, Linus Torvalds.
6  * Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
7  *
8  * Contains functions related to writing back dirty pages at the
9  * address_space level.
10  *
11  * 10Apr2002    Andrew Morton
12  *              Initial version
13  */
14
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/math64.h>
17 #include <linux/export.h>
18 #include <linux/spinlock.h>
19 #include <linux/fs.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/pagemap.h>
24 #include <linux/writeback.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/backing-dev.h>
27 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
28 #include <linux/blkdev.h>
29 #include <linux/mpage.h>
30 #include <linux/rmap.h>
31 #include <linux/percpu.h>
32 #include <linux/smp.h>
33 #include <linux/sysctl.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/syscalls.h>
36 #include <linux/pagevec.h>
37 #include <linux/timer.h>
38 #include <linux/sched/rt.h>
39 #include <linux/sched/signal.h>
40 #include <linux/mm_inline.h>
41 #include <trace/events/writeback.h>
42
43 #include "internal.h"
44
45 /*
46  * Sleep at most 200ms at a time in balance_dirty_pages().
47  */
48 #define MAX_PAUSE               max(HZ/5, 1)
49
50 /*
51  * Try to keep balance_dirty_pages() call intervals higher than this many pages
52  * by raising pause time to max_pause when falls below it.
53  */
54 #define DIRTY_POLL_THRESH       (128 >> (PAGE_SHIFT - 10))
55
56 /*
57  * Estimate write bandwidth or update dirty limit at 200ms intervals.
58  */
59 #define BANDWIDTH_INTERVAL      max(HZ/5, 1)
60
61 #define RATELIMIT_CALC_SHIFT    10
62
63 /*
64  * After a CPU has dirtied this many pages, balance_dirty_pages_ratelimited
65  * will look to see if it needs to force writeback or throttling.
66  */
67 static long ratelimit_pages = 32;
68
69 /* The following parameters are exported via /proc/sys/vm */
70
71 /*
72  * Start background writeback (via writeback threads) at this percentage
73  */
74 static int dirty_background_ratio = 10;
75
76 /*
77  * dirty_background_bytes starts at 0 (disabled) so that it is a function of
78  * dirty_background_ratio * the amount of dirtyable memory
79  */
80 static unsigned long dirty_background_bytes;
81
82 /*
83  * free highmem will not be subtracted from the total free memory
84  * for calculating free ratios if vm_highmem_is_dirtyable is true
85  */
86 static int vm_highmem_is_dirtyable;
87
88 /*
89  * The generator of dirty data starts writeback at this percentage
90  */
91 static int vm_dirty_ratio = 20;
92
93 /*
94  * vm_dirty_bytes starts at 0 (disabled) so that it is a function of
95  * vm_dirty_ratio * the amount of dirtyable memory
96  */
97 static unsigned long vm_dirty_bytes;
98
99 /*
100  * The interval between `kupdate'-style writebacks
101  */
102 unsigned int dirty_writeback_interval = 5 * 100; /* centiseconds */
103
104 EXPORT_SYMBOL_GPL(dirty_writeback_interval);
105
106 /*
107  * The longest time for which data is allowed to remain dirty
108  */
109 unsigned int dirty_expire_interval = 30 * 100; /* centiseconds */
110
111 /*
112  * Flag that puts the machine in "laptop mode". Doubles as a timeout in jiffies:
113  * a full sync is triggered after this time elapses without any disk activity.
114  */
115 int laptop_mode;
116
117 EXPORT_SYMBOL(laptop_mode);
118
119 /* End of sysctl-exported parameters */
120
121 struct wb_domain global_wb_domain;
122
123 /* consolidated parameters for balance_dirty_pages() and its subroutines */
124 struct dirty_throttle_control {
125 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
126         struct wb_domain        *dom;
127         struct dirty_throttle_control *gdtc;    /* only set in memcg dtc's */
128 #endif
129         struct bdi_writeback    *wb;
130         struct fprop_local_percpu *wb_completions;
131
132         unsigned long           avail;          /* dirtyable */
133         unsigned long           dirty;          /* file_dirty + write + nfs */
134         unsigned long           thresh;         /* dirty threshold */
135         unsigned long           bg_thresh;      /* dirty background threshold */
136
137         unsigned long           wb_dirty;       /* per-wb counterparts */
138         unsigned long           wb_thresh;
139         unsigned long           wb_bg_thresh;
140
141         unsigned long           pos_ratio;
142         bool                    freerun;
143         bool                    dirty_exceeded;
144 };
145
146 /*
147  * Length of period for aging writeout fractions of bdis. This is an
148  * arbitrarily chosen number. The longer the period, the slower fractions will
149  * reflect changes in current writeout rate.
150  */
151 #define VM_COMPLETIONS_PERIOD_LEN (3*HZ)
152
153 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
154
155 #define GDTC_INIT(__wb)         .wb = (__wb),                           \
156                                 .dom = &global_wb_domain,               \
157                                 .wb_completions = &(__wb)->completions
158
159 #define GDTC_INIT_NO_WB         .dom = &global_wb_domain
160
161 #define MDTC_INIT(__wb, __gdtc) .wb = (__wb),                           \
162                                 .dom = mem_cgroup_wb_domain(__wb),      \
163                                 .wb_completions = &(__wb)->memcg_completions, \
164                                 .gdtc = __gdtc
165
166 static bool mdtc_valid(struct dirty_throttle_control *dtc)
167 {
168         return dtc->dom;
169 }
170
171 static struct wb_domain *dtc_dom(struct dirty_throttle_control *dtc)
172 {
173         return dtc->dom;
174 }
175
176 static struct dirty_throttle_control *mdtc_gdtc(struct dirty_throttle_control *mdtc)
177 {
178         return mdtc->gdtc;
179 }
180
181 static struct fprop_local_percpu *wb_memcg_completions(struct bdi_writeback *wb)
182 {
183         return &wb->memcg_completions;
184 }
185
186 static void wb_min_max_ratio(struct bdi_writeback *wb,
187                              unsigned long *minp, unsigned long *maxp)
188 {
189         unsigned long this_bw = READ_ONCE(wb->avg_write_bandwidth);
190         unsigned long tot_bw = atomic_long_read(&wb->bdi->tot_write_bandwidth);
191         unsigned long long min = wb->bdi->min_ratio;
192         unsigned long long max = wb->bdi->max_ratio;
193
194         /*
195          * @wb may already be clean by the time control reaches here and
196          * the total may not include its bw.
197          */
198         if (this_bw < tot_bw) {
199                 if (min) {
200                         min *= this_bw;
201                         min = div64_ul(min, tot_bw);
202                 }
203                 if (max < 100 * BDI_RATIO_SCALE) {
204                         max *= this_bw;
205                         max = div64_ul(max, tot_bw);
206                 }
207         }
208
209         *minp = min;
210         *maxp = max;
211 }
212
213 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
214
215 #define GDTC_INIT(__wb)         .wb = (__wb),                           \
216                                 .wb_completions = &(__wb)->completions
217 #define GDTC_INIT_NO_WB
218 #define MDTC_INIT(__wb, __gdtc)
219
220 static bool mdtc_valid(struct dirty_throttle_control *dtc)
221 {
222         return false;
223 }
224
225 static struct wb_domain *dtc_dom(struct dirty_throttle_control *dtc)
226 {
227         return &global_wb_domain;
228 }
229
230 static struct dirty_throttle_control *mdtc_gdtc(struct dirty_throttle_control *mdtc)
231 {
232         return NULL;
233 }
234
235 static struct fprop_local_percpu *wb_memcg_completions(struct bdi_writeback *wb)
236 {
237         return NULL;
238 }
239
240 static void wb_min_max_ratio(struct bdi_writeback *wb,
241                              unsigned long *minp, unsigned long *maxp)
242 {
243         *minp = wb->bdi->min_ratio;
244         *maxp = wb->bdi->max_ratio;
245 }
246
247 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
248
249 /*
250  * In a memory zone, there is a certain amount of pages we consider
251  * available for the page cache, which is essentially the number of
252  * free and reclaimable pages, minus some zone reserves to protect
253  * lowmem and the ability to uphold the zone's watermarks without
254  * requiring writeback.
255  *
256  * This number of dirtyable pages is the base value of which the
257  * user-configurable dirty ratio is the effective number of pages that
258  * are allowed to be actually dirtied.  Per individual zone, or
259  * globally by using the sum of dirtyable pages over all zones.
260  *
261  * Because the user is allowed to specify the dirty limit globally as
262  * absolute number of bytes, calculating the per-zone dirty limit can
263  * require translating the configured limit into a percentage of
264  * global dirtyable memory first.
265  */
266
267 /**
268  * node_dirtyable_memory - number of dirtyable pages in a node
269  * @pgdat: the node
270  *
271  * Return: the node's number of pages potentially available for dirty
272  * page cache.  This is the base value for the per-node dirty limits.
273  */
274 static unsigned long node_dirtyable_memory(struct pglist_data *pgdat)
275 {
276         unsigned long nr_pages = 0;
277         int z;
278
279         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
280                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
281
282                 if (!populated_zone(zone))
283                         continue;
284
285                 nr_pages += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
286         }
287
288         /*
289          * Pages reserved for the kernel should not be considered
290          * dirtyable, to prevent a situation where reclaim has to
291          * clean pages in order to balance the zones.
292          */
293         nr_pages -= min(nr_pages, pgdat->totalreserve_pages);
294
295         nr_pages += node_page_state(pgdat, NR_INACTIVE_FILE);
296         nr_pages += node_page_state(pgdat, NR_ACTIVE_FILE);
297
298         return nr_pages;
299 }
300
301 static unsigned long highmem_dirtyable_memory(unsigned long total)
302 {
303 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
304         int node;
305         unsigned long x = 0;
306         int i;
307
308         for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
309                 for (i = ZONE_NORMAL + 1; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
310                         struct zone *z;
311                         unsigned long nr_pages;
312
313                         if (!is_highmem_idx(i))
314                                 continue;
315
316                         z = &NODE_DATA(node)->node_zones[i];
317                         if (!populated_zone(z))
318                                 continue;
319
320                         nr_pages = zone_page_state(z, NR_FREE_PAGES);
321                         /* watch for underflows */
322                         nr_pages -= min(nr_pages, high_wmark_pages(z));
323                         nr_pages += zone_page_state(z, NR_ZONE_INACTIVE_FILE);
324                         nr_pages += zone_page_state(z, NR_ZONE_ACTIVE_FILE);
325                         x += nr_pages;
326                 }
327         }
328
329         /*
330          * Make sure that the number of highmem pages is never larger
331          * than the number of the total dirtyable memory. This can only
332          * occur in very strange VM situations but we want to make sure
333          * that this does not occur.
334          */
335         return min(x, total);
336 #else
337         return 0;
338 #endif
339 }
340
341 /**
342  * global_dirtyable_memory - number of globally dirtyable pages
343  *
344  * Return: the global number of pages potentially available for dirty
345  * page cache.  This is the base value for the global dirty limits.
346  */
347 static unsigned long global_dirtyable_memory(void)
348 {
349         unsigned long x;
350
351         x = global_zone_page_state(NR_FREE_PAGES);
352         /*
353          * Pages reserved for the kernel should not be considered
354          * dirtyable, to prevent a situation where reclaim has to
355          * clean pages in order to balance the zones.
356          */
357         x -= min(x, totalreserve_pages);
358
359         x += global_node_page_state(NR_INACTIVE_FILE);
360         x += global_node_page_state(NR_ACTIVE_FILE);
361
362         if (!vm_highmem_is_dirtyable)
363                 x -= highmem_dirtyable_memory(x);
364
365         return x + 1;   /* Ensure that we never return 0 */
366 }
367
368 /**
369  * domain_dirty_limits - calculate thresh and bg_thresh for a wb_domain
370  * @dtc: dirty_throttle_control of interest
371  *
372  * Calculate @dtc->thresh and ->bg_thresh considering
373  * vm_dirty_{bytes|ratio} and dirty_background_{bytes|ratio}.  The caller
374  * must ensure that @dtc->avail is set before calling this function.  The
375  * dirty limits will be lifted by 1/4 for real-time tasks.
376  */
377 static void domain_dirty_limits(struct dirty_throttle_control *dtc)
378 {
379         const unsigned long available_memory = dtc->avail;
380         struct dirty_throttle_control *gdtc = mdtc_gdtc(dtc);
381         unsigned long bytes = vm_dirty_bytes;
382         unsigned long bg_bytes = dirty_background_bytes;
383         /* convert ratios to per-PAGE_SIZE for higher precision */
384         unsigned long ratio = (vm_dirty_ratio * PAGE_SIZE) / 100;
385         unsigned long bg_ratio = (dirty_background_ratio * PAGE_SIZE) / 100;
386         unsigned long thresh;
387         unsigned long bg_thresh;
388         struct task_struct *tsk;
389
390         /* gdtc is !NULL iff @dtc is for memcg domain */
391         if (gdtc) {
392                 unsigned long global_avail = gdtc->avail;
393
394                 /*
395                  * The byte settings can't be applied directly to memcg
396                  * domains.  Convert them to ratios by scaling against
397                  * globally available memory.  As the ratios are in
398                  * per-PAGE_SIZE, they can be obtained by dividing bytes by
399                  * number of pages.
400                  */
401                 if (bytes)
402                         ratio = min(DIV_ROUND_UP(bytes, global_avail),
403                                     PAGE_SIZE);
404                 if (bg_bytes)
405                         bg_ratio = min(DIV_ROUND_UP(bg_bytes, global_avail),
406                                        PAGE_SIZE);
407                 bytes = bg_bytes = 0;
408         }
409
410         if (bytes)
411                 thresh = DIV_ROUND_UP(bytes, PAGE_SIZE);
412         else
413                 thresh = (ratio * available_memory) / PAGE_SIZE;
414
415         if (bg_bytes)
416                 bg_thresh = DIV_ROUND_UP(bg_bytes, PAGE_SIZE);
417         else
418                 bg_thresh = (bg_ratio * available_memory) / PAGE_SIZE;
419
420         tsk = current;
421         if (rt_or_dl_task(tsk)) {
422                 bg_thresh += bg_thresh / 4 + global_wb_domain.dirty_limit / 32;
423                 thresh += thresh / 4 + global_wb_domain.dirty_limit / 32;
424         }
425         /*
426          * Dirty throttling logic assumes the limits in page units fit into
427          * 32-bits. This gives 16TB dirty limits max which is hopefully enough.
428          */
429         if (thresh > UINT_MAX)
430                 thresh = UINT_MAX;
431         /* This makes sure bg_thresh is within 32-bits as well */
432         if (bg_thresh >= thresh)
433                 bg_thresh = thresh / 2;
434         dtc->thresh = thresh;
435         dtc->bg_thresh = bg_thresh;
436
437         /* we should eventually report the domain in the TP */
438         if (!gdtc)
439                 trace_global_dirty_state(bg_thresh, thresh);
440 }
441
442 /**
443  * global_dirty_limits - background-writeback and dirty-throttling thresholds
444  * @pbackground: out parameter for bg_thresh
445  * @pdirty: out parameter for thresh
446  *
447  * Calculate bg_thresh and thresh for global_wb_domain.  See
448  * domain_dirty_limits() for details.
449  */
450 void global_dirty_limits(unsigned long *pbackground, unsigned long *pdirty)
451 {
452         struct dirty_throttle_control gdtc = { GDTC_INIT_NO_WB };
453
454         gdtc.avail = global_dirtyable_memory();
455         domain_dirty_limits(&gdtc);
456
457         *pbackground = gdtc.bg_thresh;
458         *pdirty = gdtc.thresh;
459 }
460
461 /**
462  * node_dirty_limit - maximum number of dirty pages allowed in a node
463  * @pgdat: the node
464  *
465  * Return: the maximum number of dirty pages allowed in a node, based
466  * on the node's dirtyable memory.
467  */
468 static unsigned long node_dirty_limit(struct pglist_data *pgdat)
469 {
470         unsigned long node_memory = node_dirtyable_memory(pgdat);
471         struct task_struct *tsk = current;
472         unsigned long dirty;
473
474         if (vm_dirty_bytes)
475                 dirty = DIV_ROUND_UP(vm_dirty_bytes, PAGE_SIZE) *
476                         node_memory / global_dirtyable_memory();
477         else
478                 dirty = vm_dirty_ratio * node_memory / 100;
479
480         if (rt_or_dl_task(tsk))
481                 dirty += dirty / 4;
482
483         /*
484          * Dirty throttling logic assumes the limits in page units fit into
485          * 32-bits. This gives 16TB dirty limits max which is hopefully enough.
486          */
487         return min_t(unsigned long, dirty, UINT_MAX);
488 }
489
490 /**
491  * node_dirty_ok - tells whether a node is within its dirty limits
492  * @pgdat: the node to check
493  *
494  * Return: %true when the dirty pages in @pgdat are within the node's
495  * dirty limit, %false if the limit is exceeded.
496  */
497 bool node_dirty_ok(struct pglist_data *pgdat)
498 {
499         unsigned long limit = node_dirty_limit(pgdat);
500         unsigned long nr_pages = 0;
501
502         nr_pages += node_page_state(pgdat, NR_FILE_DIRTY);
503         nr_pages += node_page_state(pgdat, NR_WRITEBACK);
504
505         return nr_pages <= limit;
506 }
507
508 #ifdef CONFIG_SYSCTL
509 static int dirty_background_ratio_handler(const struct ctl_table *table, int write,
510                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
511 {
512         int ret;
513
514         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
515         if (ret == 0 && write)
516                 dirty_background_bytes = 0;
517         return ret;
518 }
519
520 static int dirty_background_bytes_handler(const struct ctl_table *table, int write,
521                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
522 {
523         int ret;
524         unsigned long old_bytes = dirty_background_bytes;
525
526         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
527         if (ret == 0 && write) {
528                 if (DIV_ROUND_UP(dirty_background_bytes, PAGE_SIZE) >
529                                                                 UINT_MAX) {
530                         dirty_background_bytes = old_bytes;
531                         return -ERANGE;
532                 }
533                 dirty_background_ratio = 0;
534         }
535         return ret;
536 }
537
538 static int dirty_ratio_handler(const struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
539                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
540 {
541         int old_ratio = vm_dirty_ratio;
542         int ret;
543
544         ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
545         if (ret == 0 && write && vm_dirty_ratio != old_ratio) {
546                 writeback_set_ratelimit();
547                 vm_dirty_bytes = 0;
548         }
549         return ret;
550 }
551
552 static int dirty_bytes_handler(const struct ctl_table *table, int write,
553                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
554 {
555         unsigned long old_bytes = vm_dirty_bytes;
556         int ret;
557
558         ret = proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
559         if (ret == 0 && write && vm_dirty_bytes != old_bytes) {
560                 if (DIV_ROUND_UP(vm_dirty_bytes, PAGE_SIZE) > UINT_MAX) {
561                         vm_dirty_bytes = old_bytes;
562                         return -ERANGE;
563                 }
564                 writeback_set_ratelimit();
565                 vm_dirty_ratio = 0;
566         }
567         return ret;
568 }
569 #endif
570
571 static unsigned long wp_next_time(unsigned long cur_time)
572 {
573         cur_time += VM_COMPLETIONS_PERIOD_LEN;
574         /* 0 has a special meaning... */
575         if (!cur_time)
576                 return 1;
577         return cur_time;
578 }
579
580 static void wb_domain_writeout_add(struct wb_domain *dom,
581                                    struct fprop_local_percpu *completions,
582                                    unsigned int max_prop_frac, long nr)
583 {
584         __fprop_add_percpu_max(&dom->completions, completions,
585                                max_prop_frac, nr);
586         /* First event after period switching was turned off? */
587         if (unlikely(!dom->period_time)) {
588                 /*
589                  * We can race with other wb_domain_writeout_add calls here but
590                  * it does not cause any harm since the resulting time when
591                  * timer will fire and what is in writeout_period_time will be
592                  * roughly the same.
593                  */
594                 dom->period_time = wp_next_time(jiffies);
595                 mod_timer(&dom->period_timer, dom->period_time);
596         }
597 }
598
599 /*
600  * Increment @wb's writeout completion count and the global writeout
601  * completion count. Called from __folio_end_writeback().
602  */
603 static inline void __wb_writeout_add(struct bdi_writeback *wb, long nr)
604 {
605         struct wb_domain *cgdom;
606
607         wb_stat_mod(wb, WB_WRITTEN, nr);
608         wb_domain_writeout_add(&global_wb_domain, &wb->completions,
609                                wb->bdi->max_prop_frac, nr);
610
611         cgdom = mem_cgroup_wb_domain(wb);
612         if (cgdom)
613                 wb_domain_writeout_add(cgdom, wb_memcg_completions(wb),
614                                        wb->bdi->max_prop_frac, nr);
615 }
616
617 void wb_writeout_inc(struct bdi_writeback *wb)
618 {
619         unsigned long flags;
620
621         local_irq_save(flags);
622         __wb_writeout_add(wb, 1);
623         local_irq_restore(flags);
624 }
625 EXPORT_SYMBOL_GPL(wb_writeout_inc);
626
627 /*
628  * On idle system, we can be called long after we scheduled because we use
629  * deferred timers so count with missed periods.
630  */
631 static void writeout_period(struct timer_list *t)
632 {
633         struct wb_domain *dom = from_timer(dom, t, period_timer);
634         int miss_periods = (jiffies - dom->period_time) /
635                                                  VM_COMPLETIONS_PERIOD_LEN;
636
637         if (fprop_new_period(&dom->completions, miss_periods + 1)) {
638                 dom->period_time = wp_next_time(dom->period_time +
639                                 miss_periods * VM_COMPLETIONS_PERIOD_LEN);
640                 mod_timer(&dom->period_timer, dom->period_time);
641         } else {
642                 /*
643                  * Aging has zeroed all fractions. Stop wasting CPU on period
644                  * updates.
645                  */
646                 dom->period_time = 0;
647         }
648 }
649
650 int wb_domain_init(struct wb_domain *dom, gfp_t gfp)
651 {
652         memset(dom, 0, sizeof(*dom));
653
654         spin_lock_init(&dom->lock);
655
656         timer_setup(&dom->period_timer, writeout_period, TIMER_DEFERRABLE);
657
658         dom->dirty_limit_tstamp = jiffies;
659
660         return fprop_global_init(&dom->completions, gfp);
661 }
662
663 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
664 void wb_domain_exit(struct wb_domain *dom)
665 {
666         del_timer_sync(&dom->period_timer);
667         fprop_global_destroy(&dom->completions);
668 }
669 #endif
670
671 /*
672  * bdi_min_ratio keeps the sum of the minimum dirty shares of all
673  * registered backing devices, which, for obvious reasons, can not
674  * exceed 100%.
675  */
676 static unsigned int bdi_min_ratio;
677
678 static int bdi_check_pages_limit(unsigned long pages)
679 {
680         unsigned long max_dirty_pages = global_dirtyable_memory();
681
682         if (pages > max_dirty_pages)
683                 return -EINVAL;
684
685         return 0;
686 }
687
688 static unsigned long bdi_ratio_from_pages(unsigned long pages)
689 {
690         unsigned long background_thresh;
691         unsigned long dirty_thresh;
692         unsigned long ratio;
693
694         global_dirty_limits(&background_thresh, &dirty_thresh);
695         ratio = div64_u64(pages * 100ULL * BDI_RATIO_SCALE, dirty_thresh);
696
697         return ratio;
698 }
699
700 static u64 bdi_get_bytes(unsigned int ratio)
701 {
702         unsigned long background_thresh;
703         unsigned long dirty_thresh;
704         u64 bytes;
705
706         global_dirty_limits(&background_thresh, &dirty_thresh);
707         bytes = (dirty_thresh * PAGE_SIZE * ratio) / BDI_RATIO_SCALE / 100;
708
709         return bytes;
710 }
711
712 static int __bdi_set_min_ratio(struct backing_dev_info *bdi, unsigned int min_ratio)
713 {
714         unsigned int delta;
715         int ret = 0;
716
717         if (min_ratio > 100 * BDI_RATIO_SCALE)
718                 return -EINVAL;
719
720         spin_lock_bh(&bdi_lock);
721         if (min_ratio > bdi->max_ratio) {
722                 ret = -EINVAL;
723         } else {
724                 if (min_ratio < bdi->min_ratio) {
725                         delta = bdi->min_ratio - min_ratio;
726                         bdi_min_ratio -= delta;
727                         bdi->min_ratio = min_ratio;
728                 } else {
729                         delta = min_ratio - bdi->min_ratio;
730                         if (bdi_min_ratio + delta < 100 * BDI_RATIO_SCALE) {
731                                 bdi_min_ratio += delta;
732                                 bdi->min_ratio = min_ratio;
733                         } else {
734                                 ret = -EINVAL;
735                         }
736                 }
737         }
738         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
739
740         return ret;
741 }
742
743 static int __bdi_set_max_ratio(struct backing_dev_info *bdi, unsigned int max_ratio)
744 {
745         int ret = 0;
746
747         if (max_ratio > 100 * BDI_RATIO_SCALE)
748                 return -EINVAL;
749
750         spin_lock_bh(&bdi_lock);
751         if (bdi->min_ratio > max_ratio) {
752                 ret = -EINVAL;
753         } else {
754                 bdi->max_ratio = max_ratio;
755                 bdi->max_prop_frac = (FPROP_FRAC_BASE * max_ratio) /
756                                                 (100 * BDI_RATIO_SCALE);
757         }
758         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
759
760         return ret;
761 }
762
763 int bdi_set_min_ratio_no_scale(struct backing_dev_info *bdi, unsigned int min_ratio)
764 {
765         return __bdi_set_min_ratio(bdi, min_ratio);
766 }
767
768 int bdi_set_max_ratio_no_scale(struct backing_dev_info *bdi, unsigned int max_ratio)
769 {
770         return __bdi_set_max_ratio(bdi, max_ratio);
771 }
772
773 int bdi_set_min_ratio(struct backing_dev_info *bdi, unsigned int min_ratio)
774 {
775         return __bdi_set_min_ratio(bdi, min_ratio * BDI_RATIO_SCALE);
776 }
777
778 int bdi_set_max_ratio(struct backing_dev_info *bdi, unsigned int max_ratio)
779 {
780         return __bdi_set_max_ratio(bdi, max_ratio * BDI_RATIO_SCALE);
781 }
782 EXPORT_SYMBOL(bdi_set_max_ratio);
783
784 u64 bdi_get_min_bytes(struct backing_dev_info *bdi)
785 {
786         return bdi_get_bytes(bdi->min_ratio);
787 }
788
789 int bdi_set_min_bytes(struct backing_dev_info *bdi, u64 min_bytes)
790 {
791         int ret;
792         unsigned long pages = min_bytes >> PAGE_SHIFT;
793         unsigned long min_ratio;
794
795         ret = bdi_check_pages_limit(pages);
796         if (ret)
797                 return ret;
798
799         min_ratio = bdi_ratio_from_pages(pages);
800         return __bdi_set_min_ratio(bdi, min_ratio);
801 }
802
803 u64 bdi_get_max_bytes(struct backing_dev_info *bdi)
804 {
805         return bdi_get_bytes(bdi->max_ratio);
806 }
807
808 int bdi_set_max_bytes(struct backing_dev_info *bdi, u64 max_bytes)
809 {
810         int ret;
811         unsigned long pages = max_bytes >> PAGE_SHIFT;
812         unsigned long max_ratio;
813
814         ret = bdi_check_pages_limit(pages);
815         if (ret)
816                 return ret;
817
818         max_ratio = bdi_ratio_from_pages(pages);
819         return __bdi_set_max_ratio(bdi, max_ratio);
820 }
821
822 int bdi_set_strict_limit(struct backing_dev_info *bdi, unsigned int strict_limit)
823 {
824         if (strict_limit > 1)
825                 return -EINVAL;
826
827         spin_lock_bh(&bdi_lock);
828         if (strict_limit)
829                 bdi->capabilities |= BDI_CAP_STRICTLIMIT;
830         else
831                 bdi->capabilities &= ~BDI_CAP_STRICTLIMIT;
832         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
833
834         return 0;
835 }
836
837 static unsigned long dirty_freerun_ceiling(unsigned long thresh,
838                                            unsigned long bg_thresh)
839 {
840         return (thresh + bg_thresh) / 2;
841 }
842
843 static unsigned long hard_dirty_limit(struct wb_domain *dom,
844                                       unsigned long thresh)
845 {
846         return max(thresh, dom->dirty_limit);
847 }
848
849 /*
850  * Memory which can be further allocated to a memcg domain is capped by
851  * system-wide clean memory excluding the amount being used in the domain.
852  */
853 static void mdtc_calc_avail(struct dirty_throttle_control *mdtc,
854                             unsigned long filepages, unsigned long headroom)
855 {
856         struct dirty_throttle_control *gdtc = mdtc_gdtc(mdtc);
857         unsigned long clean = filepages - min(filepages, mdtc->dirty);
858         unsigned long global_clean = gdtc->avail - min(gdtc->avail, gdtc->dirty);
859         unsigned long other_clean = global_clean - min(global_clean, clean);
860
861         mdtc->avail = filepages + min(headroom, other_clean);
862 }
863
864 static inline bool dtc_is_global(struct dirty_throttle_control *dtc)
865 {
866         return mdtc_gdtc(dtc) == NULL;
867 }
868
869 /*
870  * Dirty background will ignore pages being written as we're trying to
871  * decide whether to put more under writeback.
872  */
873 static void domain_dirty_avail(struct dirty_throttle_control *dtc,
874                                bool include_writeback)
875 {
876         if (dtc_is_global(dtc)) {
877                 dtc->avail = global_dirtyable_memory();
878                 dtc->dirty = global_node_page_state(NR_FILE_DIRTY);
879                 if (include_writeback)
880                         dtc->dirty += global_node_page_state(NR_WRITEBACK);
881         } else {
882                 unsigned long filepages = 0, headroom = 0, writeback = 0;
883
884                 mem_cgroup_wb_stats(dtc->wb, &filepages, &headroom, &dtc->dirty,
885                                     &writeback);
886                 if (include_writeback)
887                         dtc->dirty += writeback;
888                 mdtc_calc_avail(dtc, filepages, headroom);
889         }
890 }
891
892 /**
893  * __wb_calc_thresh - @wb's share of dirty threshold
894  * @dtc: dirty_throttle_context of interest
895  * @thresh: dirty throttling or dirty background threshold of wb_domain in @dtc
896  *
897  * Note that balance_dirty_pages() will only seriously take dirty throttling
898  * threshold as a hard limit when sleeping max_pause per page is not enough
899  * to keep the dirty pages under control. For example, when the device is
900  * completely stalled due to some error conditions, or when there are 1000
901  * dd tasks writing to a slow 10MB/s USB key.
902  * In the other normal situations, it acts more gently by throttling the tasks
903  * more (rather than completely block them) when the wb dirty pages go high.
904  *
905  * It allocates high/low dirty limits to fast/slow devices, in order to prevent
906  * - starving fast devices
907  * - piling up dirty pages (that will take long time to sync) on slow devices
908  *
909  * The wb's share of dirty limit will be adapting to its throughput and
910  * bounded by the bdi->min_ratio and/or bdi->max_ratio parameters, if set.
911  *
912  * Return: @wb's dirty limit in pages. For dirty throttling limit, the term
913  * "dirty" in the context of dirty balancing includes all PG_dirty and
914  * PG_writeback pages.
915  */
916 static unsigned long __wb_calc_thresh(struct dirty_throttle_control *dtc,
917                                       unsigned long thresh)
918 {
919         struct wb_domain *dom = dtc_dom(dtc);
920         struct bdi_writeback *wb = dtc->wb;
921         u64 wb_thresh;
922         u64 wb_max_thresh;
923         unsigned long numerator, denominator;
924         unsigned long wb_min_ratio, wb_max_ratio;
925
926         /*
927          * Calculate this wb's share of the thresh ratio.
928          */
929         fprop_fraction_percpu(&dom->completions, dtc->wb_completions,
930                               &numerator, &denominator);
931
932         wb_thresh = (thresh * (100 * BDI_RATIO_SCALE - bdi_min_ratio)) / (100 * BDI_RATIO_SCALE);
933         wb_thresh *= numerator;
934         wb_thresh = div64_ul(wb_thresh, denominator);
935
936         wb_min_max_ratio(wb, &wb_min_ratio, &wb_max_ratio);
937
938         wb_thresh += (thresh * wb_min_ratio) / (100 * BDI_RATIO_SCALE);
939         wb_max_thresh = thresh * wb_max_ratio / (100 * BDI_RATIO_SCALE);
940         if (wb_thresh > wb_max_thresh)
941                 wb_thresh = wb_max_thresh;
942
943         /*
944          * With strictlimit flag, the wb_thresh is treated as
945          * a hard limit in balance_dirty_pages() and wb_position_ratio().
946          * It's possible that wb_thresh is close to zero, not because
947          * the device is slow, but because it has been inactive.
948          * To prevent occasional writes from being blocked, we raise wb_thresh.
949          */
950         if (unlikely(wb->bdi->capabilities & BDI_CAP_STRICTLIMIT)) {
951                 unsigned long limit = hard_dirty_limit(dom, dtc->thresh);
952                 u64 wb_scale_thresh = 0;
953
954                 if (limit > dtc->dirty)
955                         wb_scale_thresh = (limit - dtc->dirty) / 100;
956                 wb_thresh = max(wb_thresh, min(wb_scale_thresh, wb_max_thresh / 4));
957         }
958
959         return wb_thresh;
960 }
961
962 unsigned long wb_calc_thresh(struct bdi_writeback *wb, unsigned long thresh)
963 {
964         struct dirty_throttle_control gdtc = { GDTC_INIT(wb) };
965
966         return __wb_calc_thresh(&gdtc, thresh);
967 }
968
969 unsigned long cgwb_calc_thresh(struct bdi_writeback *wb)
970 {
971         struct dirty_throttle_control gdtc = { GDTC_INIT_NO_WB };
972         struct dirty_throttle_control mdtc = { MDTC_INIT(wb, &gdtc) };
973
974         domain_dirty_avail(&gdtc, true);
975         domain_dirty_avail(&mdtc, true);
976         domain_dirty_limits(&mdtc);
977
978         return __wb_calc_thresh(&mdtc, mdtc.thresh);
979 }
980
981 /*
982  *                           setpoint - dirty 3
983  *        f(dirty) := 1.0 + (----------------)
984  *                           limit - setpoint
985  *
986  * it's a 3rd order polynomial that subjects to
987  *
988  * (1) f(freerun)  = 2.0 => rampup dirty_ratelimit reasonably fast
989  * (2) f(setpoint) = 1.0 => the balance point
990  * (3) f(limit)    = 0   => the hard limit
991  * (4) df/dx      <= 0   => negative feedback control
992  * (5) the closer to setpoint, the smaller |df/dx| (and the reverse)
993  *     => fast response on large errors; small oscillation near setpoint
994  */
995 static long long pos_ratio_polynom(unsigned long setpoint,
996                                           unsigned long dirty,
997                                           unsigned long limit)
998 {
999         long long pos_ratio;
1000         long x;
1001
1002         x = div64_s64(((s64)setpoint - (s64)dirty) << RATELIMIT_CALC_SHIFT,
1003                       (limit - setpoint) | 1);
1004         pos_ratio = x;
1005         pos_ratio = pos_ratio * x >> RATELIMIT_CALC_SHIFT;
1006         pos_ratio = pos_ratio * x >> RATELIMIT_CALC_SHIFT;
1007         pos_ratio += 1 << RATELIMIT_CALC_SHIFT;
1008
1009         return clamp(pos_ratio, 0LL, 2LL << RATELIMIT_CALC_SHIFT);
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Dirty position control.
1014  *
1015  * (o) global/bdi setpoints
1016  *
1017  * We want the dirty pages be balanced around the global/wb setpoints.
1018  * When the number of dirty pages is higher/lower than the setpoint, the
1019  * dirty position control ratio (and hence task dirty ratelimit) will be
1020  * decreased/increased to bring the dirty pages back to the setpoint.
1021  *
1022  *     pos_ratio = 1 << RATELIMIT_CALC_SHIFT
1023  *
1024  *     if (dirty < setpoint) scale up   pos_ratio
1025  *     if (dirty > setpoint) scale down pos_ratio
1026  *
1027  *     if (wb_dirty < wb_setpoint) scale up   pos_ratio
1028  *     if (wb_dirty > wb_setpoint) scale down pos_ratio
1029  *
1030  *     task_ratelimit = dirty_ratelimit * pos_ratio >> RATELIMIT_CALC_SHIFT
1031  *
1032  * (o) global control line
1033  *
1034  *     ^ pos_ratio
1035  *     |
1036  *     |            |<===== global dirty control scope ======>|
1037  * 2.0  * * * * * * *
1038  *     |            .*
1039  *     |            . *
1040  *     |            .   *
1041  *     |            .     *
1042  *     |            .        *
1043  *     |            .            *
1044  * 1.0 ................................*
1045  *     |            .                  .     *
1046  *     |            .                  .          *
1047  *     |            .                  .              *
1048  *     |            .                  .                 *
1049  *     |            .                  .                    *
1050  *   0 +------------.------------------.----------------------*------------->
1051  *           freerun^          setpoint^                 limit^   dirty pages
1052  *
1053  * (o) wb control line
1054  *
1055  *     ^ pos_ratio
1056  *     |
1057  *     |            *
1058  *     |              *
1059  *     |                *
1060  *     |                  *
1061  *     |                    * |<=========== span ============>|
1062  * 1.0 .......................*
1063  *     |                      . *
1064  *     |                      .   *
1065  *     |                      .     *
1066  *     |                      .       *
1067  *     |                      .         *
1068  *     |                      .           *
1069  *     |                      .             *
1070  *     |                      .               *
1071  *     |                      .                 *
1072  *     |                      .                   *
1073  *     |                      .                     *
1074  * 1/4 ...............................................* * * * * * * * * * * *
1075  *     |                      .                         .
1076  *     |                      .                           .
1077  *     |                      .                             .
1078  *   0 +----------------------.-------------------------------.------------->
1079  *                wb_setpoint^                    x_intercept^
1080  *
1081  * The wb control line won't drop below pos_ratio=1/4, so that wb_dirty can
1082  * be smoothly throttled down to normal if it starts high in situations like
1083  * - start writing to a slow SD card and a fast disk at the same time. The SD
1084  *   card's wb_dirty may rush to many times higher than wb_setpoint.
1085  * - the wb dirty thresh drops quickly due to change of JBOD workload
1086  */
1087 static void wb_position_ratio(struct dirty_throttle_control *dtc)
1088 {
1089         struct bdi_writeback *wb = dtc->wb;
1090         unsigned long write_bw = READ_ONCE(wb->avg_write_bandwidth);
1091         unsigned long freerun = dirty_freerun_ceiling(dtc->thresh, dtc->bg_thresh);
1092         unsigned long limit = hard_dirty_limit(dtc_dom(dtc), dtc->thresh);
1093         unsigned long wb_thresh = dtc->wb_thresh;
1094         unsigned long x_intercept;
1095         unsigned long setpoint;         /* dirty pages' target balance point */
1096         unsigned long wb_setpoint;
1097         unsigned long span;
1098         long long pos_ratio;            /* for scaling up/down the rate limit */
1099         long x;
1100
1101         dtc->pos_ratio = 0;
1102
1103         if (unlikely(dtc->dirty >= limit))
1104                 return;
1105
1106         /*
1107          * global setpoint
1108          *
1109          * See comment for pos_ratio_polynom().
1110          */
1111         setpoint = (freerun + limit) / 2;
1112         pos_ratio = pos_ratio_polynom(setpoint, dtc->dirty, limit);
1113
1114         /*
1115          * The strictlimit feature is a tool preventing mistrusted filesystems
1116          * from growing a large number of dirty pages before throttling. For
1117          * such filesystems balance_dirty_pages always checks wb counters
1118          * against wb limits. Even if global "nr_dirty" is under "freerun".
1119          * This is especially important for fuse which sets bdi->max_ratio to
1120          * 1% by default. Without strictlimit feature, fuse writeback may
1121          * consume arbitrary amount of RAM because it is accounted in
1122          * NR_WRITEBACK_TEMP which is not involved in calculating "nr_dirty".
1123          *
1124          * Here, in wb_position_ratio(), we calculate pos_ratio based on
1125          * two values: wb_dirty and wb_thresh. Let's consider an example:
1126          * total amount of RAM is 16GB, bdi->max_ratio is equal to 1%, global
1127          * limits are set by default to 10% and 20% (background and throttle).
1128          * Then wb_thresh is 1% of 20% of 16GB. This amounts to ~8K pages.
1129          * wb_calc_thresh(wb, bg_thresh) is about ~4K pages. wb_setpoint is
1130          * about ~6K pages (as the average of background and throttle wb
1131          * limits). The 3rd order polynomial will provide positive feedback if
1132          * wb_dirty is under wb_setpoint and vice versa.
1133          *
1134          * Note, that we cannot use global counters in these calculations
1135          * because we want to throttle process writing to a strictlimit wb
1136          * much earlier than global "freerun" is reached (~23MB vs. ~2.3GB
1137          * in the example above).
1138          */
1139         if (unlikely(wb->bdi->capabilities & BDI_CAP_STRICTLIMIT)) {
1140                 long long wb_pos_ratio;
1141
1142                 if (dtc->wb_dirty < 8) {
1143                         dtc->pos_ratio = min_t(long long, pos_ratio * 2,
1144                                            2 << RATELIMIT_CALC_SHIFT);
1145                         return;
1146                 }
1147
1148                 if (dtc->wb_dirty >= wb_thresh)
1149                         return;
1150
1151                 wb_setpoint = dirty_freerun_ceiling(wb_thresh,
1152                                                     dtc->wb_bg_thresh);
1153
1154                 if (wb_setpoint == 0 || wb_setpoint == wb_thresh)
1155                         return;
1156
1157                 wb_pos_ratio = pos_ratio_polynom(wb_setpoint, dtc->wb_dirty,
1158                                                  wb_thresh);
1159
1160                 /*
1161                  * Typically, for strictlimit case, wb_setpoint << setpoint
1162                  * and pos_ratio >> wb_pos_ratio. In the other words global
1163                  * state ("dirty") is not limiting factor and we have to
1164                  * make decision based on wb counters. But there is an
1165                  * important case when global pos_ratio should get precedence:
1166                  * global limits are exceeded (e.g. due to activities on other
1167                  * wb's) while given strictlimit wb is below limit.
1168                  *
1169                  * "pos_ratio * wb_pos_ratio" would work for the case above,
1170                  * but it would look too non-natural for the case of all
1171                  * activity in the system coming from a single strictlimit wb
1172                  * with bdi->max_ratio == 100%.
1173                  *
1174                  * Note that min() below somewhat changes the dynamics of the
1175                  * control system. Normally, pos_ratio value can be well over 3
1176                  * (when globally we are at freerun and wb is well below wb
1177                  * setpoint). Now the maximum pos_ratio in the same situation
1178                  * is 2. We might want to tweak this if we observe the control
1179                  * system is too slow to adapt.
1180                  */
1181                 dtc->pos_ratio = min(pos_ratio, wb_pos_ratio);
1182                 return;
1183         }
1184
1185         /*
1186          * We have computed basic pos_ratio above based on global situation. If
1187          * the wb is over/under its share of dirty pages, we want to scale
1188          * pos_ratio further down/up. That is done by the following mechanism.
1189          */
1190
1191         /*
1192          * wb setpoint
1193          *
1194          *        f(wb_dirty) := 1.0 + k * (wb_dirty - wb_setpoint)
1195          *
1196          *                        x_intercept - wb_dirty
1197          *                     := --------------------------
1198          *                        x_intercept - wb_setpoint
1199          *
1200          * The main wb control line is a linear function that subjects to
1201          *
1202          * (1) f(wb_setpoint) = 1.0
1203          * (2) k = - 1 / (8 * write_bw)  (in single wb case)
1204          *     or equally: x_intercept = wb_setpoint + 8 * write_bw
1205          *
1206          * For single wb case, the dirty pages are observed to fluctuate
1207          * regularly within range
1208          *        [wb_setpoint - write_bw/2, wb_setpoint + write_bw/2]
1209          * for various filesystems, where (2) can yield in a reasonable 12.5%
1210          * fluctuation range for pos_ratio.
1211          *
1212          * For JBOD case, wb_thresh (not wb_dirty!) could fluctuate up to its
1213          * own size, so move the slope over accordingly and choose a slope that
1214          * yields 100% pos_ratio fluctuation on suddenly doubled wb_thresh.
1215          */
1216         if (unlikely(wb_thresh > dtc->thresh))
1217                 wb_thresh = dtc->thresh;
1218         /*
1219          * It's very possible that wb_thresh is close to 0 not because the
1220          * device is slow, but that it has remained inactive for long time.
1221          * Honour such devices a reasonable good (hopefully IO efficient)
1222          * threshold, so that the occasional writes won't be blocked and active
1223          * writes can rampup the threshold quickly.
1224          */
1225         wb_thresh = max(wb_thresh, (limit - dtc->dirty) / 8);
1226         /*
1227          * scale global setpoint to wb's:
1228          *      wb_setpoint = setpoint * wb_thresh / thresh
1229          */
1230         x = div_u64((u64)wb_thresh << 16, dtc->thresh | 1);
1231         wb_setpoint = setpoint * (u64)x >> 16;
1232         /*
1233          * Use span=(8*write_bw) in single wb case as indicated by
1234          * (thresh - wb_thresh ~= 0) and transit to wb_thresh in JBOD case.
1235          *
1236          *        wb_thresh                    thresh - wb_thresh
1237          * span = --------- * (8 * write_bw) + ------------------ * wb_thresh
1238          *         thresh                           thresh
1239          */
1240         span = (dtc->thresh - wb_thresh + 8 * write_bw) * (u64)x >> 16;
1241         x_intercept = wb_setpoint + span;
1242
1243         if (dtc->wb_dirty < x_intercept - span / 4) {
1244                 pos_ratio = div64_u64(pos_ratio * (x_intercept - dtc->wb_dirty),
1245                                       (x_intercept - wb_setpoint) | 1);
1246         } else
1247                 pos_ratio /= 4;
1248
1249         /*
1250          * wb reserve area, safeguard against dirty pool underrun and disk idle
1251          * It may push the desired control point of global dirty pages higher
1252          * than setpoint.
1253          */
1254         x_intercept = wb_thresh / 2;
1255         if (dtc->wb_dirty < x_intercept) {
1256                 if (dtc->wb_dirty > x_intercept / 8)
1257                         pos_ratio = div_u64(pos_ratio * x_intercept,
1258                                             dtc->wb_dirty);
1259                 else
1260                         pos_ratio *= 8;
1261         }
1262
1263         dtc->pos_ratio = pos_ratio;
1264 }
1265
1266 static void wb_update_write_bandwidth(struct bdi_writeback *wb,
1267                                       unsigned long elapsed,
1268                                       unsigned long written)
1269 {
1270         const unsigned long period = roundup_pow_of_two(3 * HZ);
1271         unsigned long avg = wb->avg_write_bandwidth;
1272         unsigned long old = wb->write_bandwidth;
1273         u64 bw;
1274
1275         /*
1276          * bw = written * HZ / elapsed
1277          *
1278          *                   bw * elapsed + write_bandwidth * (period - elapsed)
1279          * write_bandwidth = ---------------------------------------------------
1280          *                                          period
1281          *
1282          * @written may have decreased due to folio_redirty_for_writepage().
1283          * Avoid underflowing @bw calculation.
1284          */
1285         bw = written - min(written, wb->written_stamp);
1286         bw *= HZ;
1287         if (unlikely(elapsed > period)) {
1288                 bw = div64_ul(bw, elapsed);
1289                 avg = bw;
1290                 goto out;
1291         }
1292         bw += (u64)wb->write_bandwidth * (period - elapsed);
1293         bw >>= ilog2(period);
1294
1295         /*
1296          * one more level of smoothing, for filtering out sudden spikes
1297          */
1298         if (avg > old && old >= (unsigned long)bw)
1299                 avg -= (avg - old) >> 3;
1300
1301         if (avg < old && old <= (unsigned long)bw)
1302                 avg += (old - avg) >> 3;
1303
1304 out:
1305         /* keep avg > 0 to guarantee that tot > 0 if there are dirty wbs */
1306         avg = max(avg, 1LU);
1307         if (wb_has_dirty_io(wb)) {
1308                 long delta = avg - wb->avg_write_bandwidth;
1309                 WARN_ON_ONCE(atomic_long_add_return(delta,
1310                                         &wb->bdi->tot_write_bandwidth) <= 0);
1311         }
1312         wb->write_bandwidth = bw;
1313         WRITE_ONCE(wb->avg_write_bandwidth, avg);
1314 }
1315
1316 static void update_dirty_limit(struct dirty_throttle_control *dtc)
1317 {
1318         struct wb_domain *dom = dtc_dom(dtc);
1319         unsigned long thresh = dtc->thresh;
1320         unsigned long limit = dom->dirty_limit;
1321
1322         /*
1323          * Follow up in one step.
1324          */
1325         if (limit < thresh) {
1326                 limit = thresh;
1327                 goto update;
1328         }
1329
1330         /*
1331          * Follow down slowly. Use the higher one as the target, because thresh
1332          * may drop below dirty. This is exactly the reason to introduce
1333          * dom->dirty_limit which is guaranteed to lie above the dirty pages.
1334          */
1335         thresh = max(thresh, dtc->dirty);
1336         if (limit > thresh) {
1337                 limit -= (limit - thresh) >> 5;
1338                 goto update;
1339         }
1340         return;
1341 update:
1342         dom->dirty_limit = limit;
1343 }
1344
1345 static void domain_update_dirty_limit(struct dirty_throttle_control *dtc,
1346                                       unsigned long now)
1347 {
1348         struct wb_domain *dom = dtc_dom(dtc);
1349
1350         /*
1351          * check locklessly first to optimize away locking for the most time
1352          */
1353         if (time_before(now, dom->dirty_limit_tstamp + BANDWIDTH_INTERVAL))
1354                 return;
1355
1356         spin_lock(&dom->lock);
1357         if (time_after_eq(now, dom->dirty_limit_tstamp + BANDWIDTH_INTERVAL)) {
1358                 update_dirty_limit(dtc);
1359                 dom->dirty_limit_tstamp = now;
1360         }
1361         spin_unlock(&dom->lock);
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Maintain wb->dirty_ratelimit, the base dirty throttle rate.
1366  *
1367  * Normal wb tasks will be curbed at or below it in long term.
1368  * Obviously it should be around (write_bw / N) when there are N dd tasks.
1369  */
1370 static void wb_update_dirty_ratelimit(struct dirty_throttle_control *dtc,
1371                                       unsigned long dirtied,
1372                                       unsigned long elapsed)
1373 {
1374         struct bdi_writeback *wb = dtc->wb;
1375         unsigned long dirty = dtc->dirty;
1376         unsigned long freerun = dirty_freerun_ceiling(dtc->thresh, dtc->bg_thresh);
1377         unsigned long limit = hard_dirty_limit(dtc_dom(dtc), dtc->thresh);
1378         unsigned long setpoint = (freerun + limit) / 2;
1379         unsigned long write_bw = wb->avg_write_bandwidth;
1380         unsigned long dirty_ratelimit = wb->dirty_ratelimit;
1381         unsigned long dirty_rate;
1382         unsigned long task_ratelimit;
1383         unsigned long balanced_dirty_ratelimit;
1384         unsigned long step;
1385         unsigned long x;
1386         unsigned long shift;
1387
1388         /*
1389          * The dirty rate will match the writeout rate in long term, except
1390          * when dirty pages are truncated by userspace or re-dirtied by FS.
1391          */
1392         dirty_rate = (dirtied - wb->dirtied_stamp) * HZ / elapsed;
1393
1394         /*
1395          * task_ratelimit reflects each dd's dirty rate for the past 200ms.
1396          */
1397         task_ratelimit = (u64)dirty_ratelimit *
1398                                         dtc->pos_ratio >> RATELIMIT_CALC_SHIFT;
1399         task_ratelimit++; /* it helps rampup dirty_ratelimit from tiny values */
1400
1401         /*
1402          * A linear estimation of the "balanced" throttle rate. The theory is,
1403          * if there are N dd tasks, each throttled at task_ratelimit, the wb's
1404          * dirty_rate will be measured to be (N * task_ratelimit). So the below
1405          * formula will yield the balanced rate limit (write_bw / N).
1406          *
1407          * Note that the expanded form is not a pure rate feedback:
1408          *      rate_(i+1) = rate_(i) * (write_bw / dirty_rate)              (1)
1409          * but also takes pos_ratio into account:
1410          *      rate_(i+1) = rate_(i) * (write_bw / dirty_rate) * pos_ratio  (2)
1411          *
1412          * (1) is not realistic because pos_ratio also takes part in balancing
1413          * the dirty rate.  Consider the state
1414          *      pos_ratio = 0.5                                              (3)
1415          *      rate = 2 * (write_bw / N)                                    (4)
1416          * If (1) is used, it will stuck in that state! Because each dd will
1417          * be throttled at
1418          *      task_ratelimit = pos_ratio * rate = (write_bw / N)           (5)
1419          * yielding
1420          *      dirty_rate = N * task_ratelimit = write_bw                   (6)
1421          * put (6) into (1) we get
1422          *      rate_(i+1) = rate_(i)                                        (7)
1423          *
1424          * So we end up using (2) to always keep
1425          *      rate_(i+1) ~= (write_bw / N)                                 (8)
1426          * regardless of the value of pos_ratio. As long as (8) is satisfied,
1427          * pos_ratio is able to drive itself to 1.0, which is not only where
1428          * the dirty count meet the setpoint, but also where the slope of
1429          * pos_ratio is most flat and hence task_ratelimit is least fluctuated.
1430          */
1431         balanced_dirty_ratelimit = div_u64((u64)task_ratelimit * write_bw,
1432                                            dirty_rate | 1);
1433         /*
1434          * balanced_dirty_ratelimit ~= (write_bw / N) <= write_bw
1435          */
1436         if (unlikely(balanced_dirty_ratelimit > write_bw))
1437                 balanced_dirty_ratelimit = write_bw;
1438
1439         /*
1440          * We could safely do this and return immediately:
1441          *
1442          *      wb->dirty_ratelimit = balanced_dirty_ratelimit;
1443          *
1444          * However to get a more stable dirty_ratelimit, the below elaborated
1445          * code makes use of task_ratelimit to filter out singular points and
1446          * limit the step size.
1447          *
1448          * The below code essentially only uses the relative value of
1449          *
1450          *      task_ratelimit - dirty_ratelimit
1451          *      = (pos_ratio - 1) * dirty_ratelimit
1452          *
1453          * which reflects the direction and size of dirty position error.
1454          */
1455
1456         /*
1457          * dirty_ratelimit will follow balanced_dirty_ratelimit iff
1458          * task_ratelimit is on the same side of dirty_ratelimit, too.
1459          * For example, when
1460          * - dirty_ratelimit > balanced_dirty_ratelimit
1461          * - dirty_ratelimit > task_ratelimit (dirty pages are above setpoint)
1462          * lowering dirty_ratelimit will help meet both the position and rate
1463          * control targets. Otherwise, don't update dirty_ratelimit if it will
1464          * only help meet the rate target. After all, what the users ultimately
1465          * feel and care are stable dirty rate and small position error.
1466          *
1467          * |task_ratelimit - dirty_ratelimit| is used to limit the step size
1468          * and filter out the singular points of balanced_dirty_ratelimit. Which
1469          * keeps jumping around randomly and can even leap far away at times
1470          * due to the small 200ms estimation period of dirty_rate (we want to
1471          * keep that period small to reduce time lags).
1472          */
1473         step = 0;
1474
1475         /*
1476          * For strictlimit case, calculations above were based on wb counters
1477          * and limits (starting from pos_ratio = wb_position_ratio() and up to
1478          * balanced_dirty_ratelimit = task_ratelimit * write_bw / dirty_rate).
1479          * Hence, to calculate "step" properly, we have to use wb_dirty as
1480          * "dirty" and wb_setpoint as "setpoint".
1481          *
1482          * We rampup dirty_ratelimit forcibly if wb_dirty is low because
1483          * it's possible that wb_thresh is close to zero due to inactivity
1484          * of backing device.
1485          */
1486         if (unlikely(wb->bdi->capabilities & BDI_CAP_STRICTLIMIT)) {
1487                 dirty = dtc->wb_dirty;
1488                 if (dtc->wb_dirty < 8)
1489                         setpoint = dtc->wb_dirty + 1;
1490                 else
1491                         setpoint = (dtc->wb_thresh + dtc->wb_bg_thresh) / 2;
1492         }
1493
1494         if (dirty < setpoint) {
1495                 x = min3(wb->balanced_dirty_ratelimit,
1496                          balanced_dirty_ratelimit, task_ratelimit);
1497                 if (dirty_ratelimit < x)
1498                         step = x - dirty_ratelimit;
1499         } else {
1500                 x = max3(wb->balanced_dirty_ratelimit,
1501                          balanced_dirty_ratelimit, task_ratelimit);
1502                 if (dirty_ratelimit > x)
1503                         step = dirty_ratelimit - x;
1504         }
1505
1506         /*
1507          * Don't pursue 100% rate matching. It's impossible since the balanced
1508          * rate itself is constantly fluctuating. So decrease the track speed
1509          * when it gets close to the target. Helps eliminate pointless tremors.
1510          */
1511         shift = dirty_ratelimit / (2 * step + 1);
1512         if (shift < BITS_PER_LONG)
1513                 step = DIV_ROUND_UP(step >> shift, 8);
1514         else
1515                 step = 0;
1516
1517         if (dirty_ratelimit < balanced_dirty_ratelimit)
1518                 dirty_ratelimit += step;
1519         else
1520                 dirty_ratelimit -= step;
1521
1522         WRITE_ONCE(wb->dirty_ratelimit, max(dirty_ratelimit, 1UL));
1523         wb->balanced_dirty_ratelimit = balanced_dirty_ratelimit;
1524
1525         trace_bdi_dirty_ratelimit(wb, dirty_rate, task_ratelimit);
1526 }
1527
1528 static void __wb_update_bandwidth(struct dirty_throttle_control *gdtc,
1529                                   struct dirty_throttle_control *mdtc,
1530                                   bool update_ratelimit)
1531 {
1532         struct bdi_writeback *wb = gdtc->wb;
1533         unsigned long now = jiffies;
1534         unsigned long elapsed;
1535         unsigned long dirtied;
1536         unsigned long written;
1537
1538         spin_lock(&wb->list_lock);
1539
1540         /*
1541          * Lockless checks for elapsed time are racy and delayed update after
1542          * IO completion doesn't do it at all (to make sure written pages are
1543          * accounted reasonably quickly). Make sure elapsed >= 1 to avoid
1544          * division errors.
1545          */
1546         elapsed = max(now - wb->bw_time_stamp, 1UL);
1547         dirtied = percpu_counter_read(&wb->stat[WB_DIRTIED]);
1548         written = percpu_counter_read(&wb->stat[WB_WRITTEN]);
1549
1550         if (update_ratelimit) {
1551                 domain_update_dirty_limit(gdtc, now);
1552                 wb_update_dirty_ratelimit(gdtc, dirtied, elapsed);
1553
1554                 /*
1555                  * @mdtc is always NULL if !CGROUP_WRITEBACK but the
1556                  * compiler has no way to figure that out.  Help it.
1557                  */
1558                 if (IS_ENABLED(CONFIG_CGROUP_WRITEBACK) && mdtc) {
1559                         domain_update_dirty_limit(mdtc, now);
1560                         wb_update_dirty_ratelimit(mdtc, dirtied, elapsed);
1561                 }
1562         }
1563         wb_update_write_bandwidth(wb, elapsed, written);
1564
1565         wb->dirtied_stamp = dirtied;
1566         wb->written_stamp = written;
1567         WRITE_ONCE(wb->bw_time_stamp, now);
1568         spin_unlock(&wb->list_lock);
1569 }
1570
1571 void wb_update_bandwidth(struct bdi_writeback *wb)
1572 {
1573         struct dirty_throttle_control gdtc = { GDTC_INIT(wb) };
1574
1575         __wb_update_bandwidth(&gdtc, NULL, false);
1576 }
1577
1578 /* Interval after which we consider wb idle and don't estimate bandwidth */
1579 #define WB_BANDWIDTH_IDLE_JIF (HZ)
1580
1581 static void wb_bandwidth_estimate_start(struct bdi_writeback *wb)
1582 {
1583         unsigned long now = jiffies;
1584         unsigned long elapsed = now - READ_ONCE(wb->bw_time_stamp);
1585
1586         if (elapsed > WB_BANDWIDTH_IDLE_JIF &&
1587             !atomic_read(&wb->writeback_inodes)) {
1588                 spin_lock(&wb->list_lock);
1589                 wb->dirtied_stamp = wb_stat(wb, WB_DIRTIED);
1590                 wb->written_stamp = wb_stat(wb, WB_WRITTEN);
1591                 WRITE_ONCE(wb->bw_time_stamp, now);
1592                 spin_unlock(&wb->list_lock);
1593         }
1594 }
1595
1596 /*
1597  * After a task dirtied this many pages, balance_dirty_pages_ratelimited()
1598  * will look to see if it needs to start dirty throttling.
1599  *
1600  * If dirty_poll_interval is too low, big NUMA machines will call the expensive
1601  * global_zone_page_state() too often. So scale it near-sqrt to the safety margin
1602  * (the number of pages we may dirty without exceeding the dirty limits).
1603  */
1604 static unsigned long dirty_poll_interval(unsigned long dirty,
1605                                          unsigned long thresh)
1606 {
1607         if (thresh > dirty)
1608                 return 1UL << (ilog2(thresh - dirty) >> 1);
1609
1610         return 1;
1611 }
1612
1613 static unsigned long wb_max_pause(struct bdi_writeback *wb,
1614                                   unsigned long wb_dirty)
1615 {
1616         unsigned long bw = READ_ONCE(wb->avg_write_bandwidth);
1617         unsigned long t;
1618
1619         /*
1620          * Limit pause time for small memory systems. If sleeping for too long
1621          * time, a small pool of dirty/writeback pages may go empty and disk go
1622          * idle.
1623          *
1624          * 8 serves as the safety ratio.
1625          */
1626         t = wb_dirty / (1 + bw / roundup_pow_of_two(1 + HZ / 8));
1627         t++;
1628
1629         return min_t(unsigned long, t, MAX_PAUSE);
1630 }
1631
1632 static long wb_min_pause(struct bdi_writeback *wb,
1633                          long max_pause,
1634                          unsigned long task_ratelimit,
1635                          unsigned long dirty_ratelimit,
1636                          int *nr_dirtied_pause)
1637 {
1638         long hi = ilog2(READ_ONCE(wb->avg_write_bandwidth));
1639         long lo = ilog2(READ_ONCE(wb->dirty_ratelimit));
1640         long t;         /* target pause */
1641         long pause;     /* estimated next pause */
1642         int pages;      /* target nr_dirtied_pause */
1643
1644         /* target for 10ms pause on 1-dd case */
1645         t = max(1, HZ / 100);
1646
1647         /*
1648          * Scale up pause time for concurrent dirtiers in order to reduce CPU
1649          * overheads.
1650          *
1651          * (N * 10ms) on 2^N concurrent tasks.
1652          */
1653         if (hi > lo)
1654                 t += (hi - lo) * (10 * HZ) / 1024;
1655
1656         /*
1657          * This is a bit convoluted. We try to base the next nr_dirtied_pause
1658          * on the much more stable dirty_ratelimit. However the next pause time
1659          * will be computed based on task_ratelimit and the two rate limits may
1660          * depart considerably at some time. Especially if task_ratelimit goes
1661          * below dirty_ratelimit/2 and the target pause is max_pause, the next
1662          * pause time will be max_pause*2 _trimmed down_ to max_pause.  As a
1663          * result task_ratelimit won't be executed faithfully, which could
1664          * eventually bring down dirty_ratelimit.
1665          *
1666          * We apply two rules to fix it up:
1667          * 1) try to estimate the next pause time and if necessary, use a lower
1668          *    nr_dirtied_pause so as not to exceed max_pause. When this happens,
1669          *    nr_dirtied_pause will be "dancing" with task_ratelimit.
1670          * 2) limit the target pause time to max_pause/2, so that the normal
1671          *    small fluctuations of task_ratelimit won't trigger rule (1) and
1672          *    nr_dirtied_pause will remain as stable as dirty_ratelimit.
1673          */
1674         t = min(t, 1 + max_pause / 2);
1675         pages = dirty_ratelimit * t / roundup_pow_of_two(HZ);
1676
1677         /*
1678          * Tiny nr_dirtied_pause is found to hurt I/O performance in the test
1679          * case fio-mmap-randwrite-64k, which does 16*{sync read, async write}.
1680          * When the 16 consecutive reads are often interrupted by some dirty
1681          * throttling pause during the async writes, cfq will go into idles
1682          * (deadline is fine). So push nr_dirtied_pause as high as possible
1683          * until reaches DIRTY_POLL_THRESH=32 pages.
1684          */
1685         if (pages < DIRTY_POLL_THRESH) {
1686                 t = max_pause;
1687                 pages = dirty_ratelimit * t / roundup_pow_of_two(HZ);
1688                 if (pages > DIRTY_POLL_THRESH) {
1689                         pages = DIRTY_POLL_THRESH;
1690                         t = HZ * DIRTY_POLL_THRESH / dirty_ratelimit;
1691                 }
1692         }
1693
1694         pause = HZ * pages / (task_ratelimit + 1);
1695         if (pause > max_pause) {
1696                 t = max_pause;
1697                 pages = task_ratelimit * t / roundup_pow_of_two(HZ);
1698         }
1699
1700         *nr_dirtied_pause = pages;
1701         /*
1702          * The minimal pause time will normally be half the target pause time.
1703          */
1704         return pages >= DIRTY_POLL_THRESH ? 1 + t / 2 : t;
1705 }
1706
1707 static inline void wb_dirty_limits(struct dirty_throttle_control *dtc)
1708 {
1709         struct bdi_writeback *wb = dtc->wb;
1710         unsigned long wb_reclaimable;
1711
1712         /*
1713          * wb_thresh is not treated as some limiting factor as
1714          * dirty_thresh, due to reasons
1715          * - in JBOD setup, wb_thresh can fluctuate a lot
1716          * - in a system with HDD and USB key, the USB key may somehow
1717          *   go into state (wb_dirty >> wb_thresh) either because
1718          *   wb_dirty starts high, or because wb_thresh drops low.
1719          *   In this case we don't want to hard throttle the USB key
1720          *   dirtiers for 100 seconds until wb_dirty drops under
1721          *   wb_thresh. Instead the auxiliary wb control line in
1722          *   wb_position_ratio() will let the dirtier task progress
1723          *   at some rate <= (write_bw / 2) for bringing down wb_dirty.
1724          */
1725         dtc->wb_thresh = __wb_calc_thresh(dtc, dtc->thresh);
1726         dtc->wb_bg_thresh = dtc->thresh ?
1727                 div_u64((u64)dtc->wb_thresh * dtc->bg_thresh, dtc->thresh) : 0;
1728
1729         /*
1730          * In order to avoid the stacked BDI deadlock we need
1731          * to ensure we accurately count the 'dirty' pages when
1732          * the threshold is low.
1733          *
1734          * Otherwise it would be possible to get thresh+n pages
1735          * reported dirty, even though there are thresh-m pages
1736          * actually dirty; with m+n sitting in the percpu
1737          * deltas.
1738          */
1739         if (dtc->wb_thresh < 2 * wb_stat_error()) {
1740                 wb_reclaimable = wb_stat_sum(wb, WB_RECLAIMABLE);
1741                 dtc->wb_dirty = wb_reclaimable + wb_stat_sum(wb, WB_WRITEBACK);
1742         } else {
1743                 wb_reclaimable = wb_stat(wb, WB_RECLAIMABLE);
1744                 dtc->wb_dirty = wb_reclaimable + wb_stat(wb, WB_WRITEBACK);
1745         }
1746 }
1747
1748 static unsigned long domain_poll_intv(struct dirty_throttle_control *dtc,
1749                                       bool strictlimit)
1750 {
1751         unsigned long dirty, thresh;
1752
1753         if (strictlimit) {
1754                 dirty = dtc->wb_dirty;
1755                 thresh = dtc->wb_thresh;
1756         } else {
1757                 dirty = dtc->dirty;
1758                 thresh = dtc->thresh;
1759         }
1760
1761         return dirty_poll_interval(dirty, thresh);
1762 }
1763
1764 /*
1765  * Throttle it only when the background writeback cannot catch-up. This avoids
1766  * (excessively) small writeouts when the wb limits are ramping up in case of
1767  * !strictlimit.
1768  *
1769  * In strictlimit case make decision based on the wb counters and limits. Small
1770  * writeouts when the wb limits are ramping up are the price we consciously pay
1771  * for strictlimit-ing.
1772  */
1773 static void domain_dirty_freerun(struct dirty_throttle_control *dtc,
1774                                  bool strictlimit)
1775 {
1776         unsigned long dirty, thresh, bg_thresh;
1777
1778         if (unlikely(strictlimit)) {
1779                 wb_dirty_limits(dtc);
1780                 dirty = dtc->wb_dirty;
1781                 thresh = dtc->wb_thresh;
1782                 bg_thresh = dtc->wb_bg_thresh;
1783         } else {
1784                 dirty = dtc->dirty;
1785                 thresh = dtc->thresh;
1786                 bg_thresh = dtc->bg_thresh;
1787         }
1788         dtc->freerun = dirty <= dirty_freerun_ceiling(thresh, bg_thresh);
1789 }
1790
1791 static void balance_domain_limits(struct dirty_throttle_control *dtc,
1792                                   bool strictlimit)
1793 {
1794         domain_dirty_avail(dtc, true);
1795         domain_dirty_limits(dtc);
1796         domain_dirty_freerun(dtc, strictlimit);
1797 }
1798
1799 static void wb_dirty_freerun(struct dirty_throttle_control *dtc,
1800                              bool strictlimit)
1801 {
1802         dtc->freerun = false;
1803
1804         /* was already handled in domain_dirty_freerun */
1805         if (strictlimit)
1806                 return;
1807
1808         wb_dirty_limits(dtc);
1809         /*
1810          * LOCAL_THROTTLE tasks must not be throttled when below the per-wb
1811          * freerun ceiling.
1812          */
1813         if (!(current->flags & PF_LOCAL_THROTTLE))
1814                 return;
1815
1816         dtc->freerun = dtc->wb_dirty <
1817                        dirty_freerun_ceiling(dtc->wb_thresh, dtc->wb_bg_thresh);
1818 }
1819
1820 static inline void wb_dirty_exceeded(struct dirty_throttle_control *dtc,
1821                                      bool strictlimit)
1822 {
1823         dtc->dirty_exceeded = (dtc->wb_dirty > dtc->wb_thresh) &&
1824                 ((dtc->dirty > dtc->thresh) || strictlimit);
1825 }
1826
1827 /*
1828  * The limits fields dirty_exceeded and pos_ratio won't be updated if wb is
1829  * in freerun state. Please don't use these invalid fields in freerun case.
1830  */
1831 static void balance_wb_limits(struct dirty_throttle_control *dtc,
1832                               bool strictlimit)
1833 {
1834         wb_dirty_freerun(dtc, strictlimit);
1835         if (dtc->freerun)
1836                 return;
1837
1838         wb_dirty_exceeded(dtc, strictlimit);
1839         wb_position_ratio(dtc);
1840 }
1841
1842 /*
1843  * balance_dirty_pages() must be called by processes which are generating dirty
1844  * data.  It looks at the number of dirty pages in the machine and will force
1845  * the caller to wait once crossing the (background_thresh + dirty_thresh) / 2.
1846  * If we're over `background_thresh' then the writeback threads are woken to
1847  * perform some writeout.
1848  */
1849 static int balance_dirty_pages(struct bdi_writeback *wb,
1850                                unsigned long pages_dirtied, unsigned int flags)
1851 {
1852         struct dirty_throttle_control gdtc_stor = { GDTC_INIT(wb) };
1853         struct dirty_throttle_control mdtc_stor = { MDTC_INIT(wb, &gdtc_stor) };
1854         struct dirty_throttle_control * const gdtc = &gdtc_stor;
1855         struct dirty_throttle_control * const mdtc = mdtc_valid(&mdtc_stor) ?
1856                                                      &mdtc_stor : NULL;
1857         struct dirty_throttle_control *sdtc;
1858         unsigned long nr_dirty;
1859         long period;
1860         long pause;
1861         long max_pause;
1862         long min_pause;
1863         int nr_dirtied_pause;
1864         unsigned long task_ratelimit;
1865         unsigned long dirty_ratelimit;
1866         struct backing_dev_info *bdi = wb->bdi;
1867         bool strictlimit = bdi->capabilities & BDI_CAP_STRICTLIMIT;
1868         unsigned long start_time = jiffies;
1869         int ret = 0;
1870
1871         for (;;) {
1872                 unsigned long now = jiffies;
1873
1874                 nr_dirty = global_node_page_state(NR_FILE_DIRTY);
1875
1876                 balance_domain_limits(gdtc, strictlimit);
1877                 if (mdtc) {
1878                         /*
1879                          * If @wb belongs to !root memcg, repeat the same
1880                          * basic calculations for the memcg domain.
1881                          */
1882                         balance_domain_limits(mdtc, strictlimit);
1883                 }
1884
1885                 /*
1886                  * In laptop mode, we wait until hitting the higher threshold
1887                  * before starting background writeout, and then write out all
1888                  * the way down to the lower threshold.  So slow writers cause
1889                  * minimal disk activity.
1890                  *
1891                  * In normal mode, we start background writeout at the lower
1892                  * background_thresh, to keep the amount of dirty memory low.
1893                  */
1894                 if (!laptop_mode && nr_dirty > gdtc->bg_thresh &&
1895                     !writeback_in_progress(wb))
1896                         wb_start_background_writeback(wb);
1897
1898                 /*
1899                  * If memcg domain is in effect, @dirty should be under
1900                  * both global and memcg freerun ceilings.
1901                  */
1902                 if (gdtc->freerun && (!mdtc || mdtc->freerun)) {
1903                         unsigned long intv;
1904                         unsigned long m_intv;
1905
1906 free_running:
1907                         intv = domain_poll_intv(gdtc, strictlimit);
1908                         m_intv = ULONG_MAX;
1909
1910                         current->dirty_paused_when = now;
1911                         current->nr_dirtied = 0;
1912                         if (mdtc)
1913                                 m_intv = domain_poll_intv(mdtc, strictlimit);
1914                         current->nr_dirtied_pause = min(intv, m_intv);
1915                         break;
1916                 }
1917
1918                 /* Start writeback even when in laptop mode */
1919                 if (unlikely(!writeback_in_progress(wb)))
1920                         wb_start_background_writeback(wb);
1921
1922                 mem_cgroup_flush_foreign(wb);
1923
1924                 /*
1925                  * Calculate global domain's pos_ratio and select the
1926                  * global dtc by default.
1927                  */
1928                 balance_wb_limits(gdtc, strictlimit);
1929                 if (gdtc->freerun)
1930                         goto free_running;
1931                 sdtc = gdtc;
1932
1933                 if (mdtc) {
1934                         /*
1935                          * If memcg domain is in effect, calculate its
1936                          * pos_ratio.  @wb should satisfy constraints from
1937                          * both global and memcg domains.  Choose the one
1938                          * w/ lower pos_ratio.
1939                          */
1940                         balance_wb_limits(mdtc, strictlimit);
1941                         if (mdtc->freerun)
1942                                 goto free_running;
1943                         if (mdtc->pos_ratio < gdtc->pos_ratio)
1944                                 sdtc = mdtc;
1945                 }
1946
1947                 wb->dirty_exceeded = gdtc->dirty_exceeded ||
1948                                      (mdtc && mdtc->dirty_exceeded);
1949                 if (time_is_before_jiffies(READ_ONCE(wb->bw_time_stamp) +
1950                                            BANDWIDTH_INTERVAL))
1951                         __wb_update_bandwidth(gdtc, mdtc, true);
1952
1953                 /* throttle according to the chosen dtc */
1954                 dirty_ratelimit = READ_ONCE(wb->dirty_ratelimit);
1955                 task_ratelimit = ((u64)dirty_ratelimit * sdtc->pos_ratio) >>
1956                                                         RATELIMIT_CALC_SHIFT;
1957                 max_pause = wb_max_pause(wb, sdtc->wb_dirty);
1958                 min_pause = wb_min_pause(wb, max_pause,
1959                                          task_ratelimit, dirty_ratelimit,
1960                                          &nr_dirtied_pause);
1961
1962                 if (unlikely(task_ratelimit == 0)) {
1963                         period = max_pause;
1964                         pause = max_pause;
1965                         goto pause;
1966                 }
1967                 period = HZ * pages_dirtied / task_ratelimit;
1968                 pause = period;
1969                 if (current->dirty_paused_when)
1970                         pause -= now - current->dirty_paused_when;
1971                 /*
1972                  * For less than 1s think time (ext3/4 may block the dirtier
1973                  * for up to 800ms from time to time on 1-HDD; so does xfs,
1974                  * however at much less frequency), try to compensate it in
1975                  * future periods by updating the virtual time; otherwise just
1976                  * do a reset, as it may be a light dirtier.
1977                  */
1978                 if (pause < min_pause) {
1979                         trace_balance_dirty_pages(wb,
1980                                                   sdtc->thresh,
1981                                                   sdtc->bg_thresh,
1982                                                   sdtc->dirty,
1983                                                   sdtc->wb_thresh,
1984                                                   sdtc->wb_dirty,
1985                                                   dirty_ratelimit,
1986                                                   task_ratelimit,
1987                                                   pages_dirtied,
1988                                                   period,
1989                                                   min(pause, 0L),
1990                                                   start_time);
1991                         if (pause < -HZ) {
1992                                 current->dirty_paused_when = now;
1993                                 current->nr_dirtied = 0;
1994                         } else if (period) {
1995                                 current->dirty_paused_when += period;
1996                                 current->nr_dirtied = 0;
1997                         } else if (current->nr_dirtied_pause <= pages_dirtied)
1998                                 current->nr_dirtied_pause += pages_dirtied;
1999                         break;
2000                 }
2001                 if (unlikely(pause > max_pause)) {
2002                         /* for occasional dropped task_ratelimit */
2003                         now += min(pause - max_pause, max_pause);
2004                         pause = max_pause;
2005                 }
2006
2007 pause:
2008                 trace_balance_dirty_pages(wb,
2009                                           sdtc->thresh,
2010                                           sdtc->bg_thresh,
2011                                           sdtc->dirty,
2012                                           sdtc->wb_thresh,
2013                                           sdtc->wb_dirty,
2014                                           dirty_ratelimit,
2015                                           task_ratelimit,
2016                                           pages_dirtied,
2017                                           period,
2018                                           pause,
2019                                           start_time);
2020                 if (flags & BDP_ASYNC) {
2021                         ret = -EAGAIN;
2022                         break;
2023                 }
2024                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
2025                 bdi->last_bdp_sleep = jiffies;
2026                 io_schedule_timeout(pause);
2027
2028                 current->dirty_paused_when = now + pause;
2029                 current->nr_dirtied = 0;
2030                 current->nr_dirtied_pause = nr_dirtied_pause;
2031
2032                 /*
2033                  * This is typically equal to (dirty < thresh) and can also
2034                  * keep "1000+ dd on a slow USB stick" under control.
2035                  */
2036                 if (task_ratelimit)
2037                         break;
2038
2039                 /*
2040                  * In the case of an unresponsive NFS server and the NFS dirty
2041                  * pages exceeds dirty_thresh, give the other good wb's a pipe
2042                  * to go through, so that tasks on them still remain responsive.
2043                  *
2044                  * In theory 1 page is enough to keep the consumer-producer
2045                  * pipe going: the flusher cleans 1 page => the task dirties 1
2046                  * more page. However wb_dirty has accounting errors.  So use
2047                  * the larger and more IO friendly wb_stat_error.
2048                  */
2049                 if (sdtc->wb_dirty <= wb_stat_error())
2050                         break;
2051
2052                 if (fatal_signal_pending(current))
2053                         break;
2054         }
2055         return ret;
2056 }
2057
2058 static DEFINE_PER_CPU(int, bdp_ratelimits);
2059
2060 /*
2061  * Normal tasks are throttled by
2062  *      loop {
2063  *              dirty tsk->nr_dirtied_pause pages;
2064  *              take a snap in balance_dirty_pages();
2065  *      }
2066  * However there is a worst case. If every task exit immediately when dirtied
2067  * (tsk->nr_dirtied_pause - 1) pages, balance_dirty_pages() will never be
2068  * called to throttle the page dirties. The solution is to save the not yet
2069  * throttled page dirties in dirty_throttle_leaks on task exit and charge them
2070  * randomly into the running tasks. This works well for the above worst case,
2071  * as the new task will pick up and accumulate the old task's leaked dirty
2072  * count and eventually get throttled.
2073  */
2074 DEFINE_PER_CPU(int, dirty_throttle_leaks) = 0;
2075
2076 /**
2077  * balance_dirty_pages_ratelimited_flags - Balance dirty memory state.
2078  * @mapping: address_space which was dirtied.
2079  * @flags: BDP flags.
2080  *
2081  * Processes which are dirtying memory should call in here once for each page
2082  * which was newly dirtied.  The function will periodically check the system's
2083  * dirty state and will initiate writeback if needed.
2084  *
2085  * See balance_dirty_pages_ratelimited() for details.
2086  *
2087  * Return: If @flags contains BDP_ASYNC, it may return -EAGAIN to
2088  * indicate that memory is out of balance and the caller must wait
2089  * for I/O to complete.  Otherwise, it will return 0 to indicate
2090  * that either memory was already in balance, or it was able to sleep
2091  * until the amount of dirty memory returned to balance.
2092  */
2093 int balance_dirty_pages_ratelimited_flags(struct address_space *mapping,
2094                                         unsigned int flags)
2095 {
2096         struct inode *inode = mapping->host;
2097         struct backing_dev_info *bdi = inode_to_bdi(inode);
2098         struct bdi_writeback *wb = NULL;
2099         int ratelimit;
2100         int ret = 0;
2101         int *p;
2102
2103         if (!(bdi->capabilities & BDI_CAP_WRITEBACK))
2104                 return ret;
2105
2106         if (inode_cgwb_enabled(inode))
2107                 wb = wb_get_create_current(bdi, GFP_KERNEL);
2108         if (!wb)
2109                 wb = &bdi->wb;
2110
2111         ratelimit = current->nr_dirtied_pause;
2112         if (wb->dirty_exceeded)
2113                 ratelimit = min(ratelimit, 32 >> (PAGE_SHIFT - 10));
2114
2115         preempt_disable();
2116         /*
2117          * This prevents one CPU to accumulate too many dirtied pages without
2118          * calling into balance_dirty_pages(), which can happen when there are
2119          * 1000+ tasks, all of them start dirtying pages at exactly the same
2120          * time, hence all honoured too large initial task->nr_dirtied_pause.
2121          */
2122         p =  this_cpu_ptr(&bdp_ratelimits);
2123         if (unlikely(current->nr_dirtied >= ratelimit))
2124                 *p = 0;
2125         else if (unlikely(*p >= ratelimit_pages)) {
2126                 *p = 0;
2127                 ratelimit = 0;
2128         }
2129         /*
2130          * Pick up the dirtied pages by the exited tasks. This avoids lots of
2131          * short-lived tasks (eg. gcc invocations in a kernel build) escaping
2132          * the dirty throttling and livelock other long-run dirtiers.
2133          */
2134         p = this_cpu_ptr(&dirty_throttle_leaks);
2135         if (*p > 0 && current->nr_dirtied < ratelimit) {
2136                 unsigned long nr_pages_dirtied;
2137                 nr_pages_dirtied = min(*p, ratelimit - current->nr_dirtied);
2138                 *p -= nr_pages_dirtied;
2139                 current->nr_dirtied += nr_pages_dirtied;
2140         }
2141         preempt_enable();
2142
2143         if (unlikely(current->nr_dirtied >= ratelimit))
2144                 ret = balance_dirty_pages(wb, current->nr_dirtied, flags);
2145
2146         wb_put(wb);
2147         return ret;
2148 }
2149 EXPORT_SYMBOL_GPL(balance_dirty_pages_ratelimited_flags);
2150
2151 /**
2152  * balance_dirty_pages_ratelimited - balance dirty memory state.
2153  * @mapping: address_space which was dirtied.
2154  *
2155  * Processes which are dirtying memory should call in here once for each page
2156  * which was newly dirtied.  The function will periodically check the system's
2157  * dirty state and will initiate writeback if needed.
2158  *
2159  * Once we're over the dirty memory limit we decrease the ratelimiting
2160  * by a lot, to prevent individual processes from overshooting the limit
2161  * by (ratelimit_pages) each.
2162  */
2163 void balance_dirty_pages_ratelimited(struct address_space *mapping)
2164 {
2165         balance_dirty_pages_ratelimited_flags(mapping, 0);
2166 }
2167 EXPORT_SYMBOL(balance_dirty_pages_ratelimited);
2168
2169 /*
2170  * Similar to wb_dirty_limits, wb_bg_dirty_limits also calculates dirty
2171  * and thresh, but it's for background writeback.
2172  */
2173 static void wb_bg_dirty_limits(struct dirty_throttle_control *dtc)
2174 {
2175         struct bdi_writeback *wb = dtc->wb;
2176
2177         dtc->wb_bg_thresh = __wb_calc_thresh(dtc, dtc->bg_thresh);
2178         if (dtc->wb_bg_thresh < 2 * wb_stat_error())
2179                 dtc->wb_dirty = wb_stat_sum(wb, WB_RECLAIMABLE);
2180         else
2181                 dtc->wb_dirty = wb_stat(wb, WB_RECLAIMABLE);
2182 }
2183
2184 static bool domain_over_bg_thresh(struct dirty_throttle_control *dtc)
2185 {
2186         domain_dirty_avail(dtc, false);
2187         domain_dirty_limits(dtc);
2188         if (dtc->dirty > dtc->bg_thresh)
2189                 return true;
2190
2191         wb_bg_dirty_limits(dtc);
2192         if (dtc->wb_dirty > dtc->wb_bg_thresh)
2193                 return true;
2194
2195         return false;
2196 }
2197
2198 /**
2199  * wb_over_bg_thresh - does @wb need to be written back?
2200  * @wb: bdi_writeback of interest
2201  *
2202  * Determines whether background writeback should keep writing @wb or it's
2203  * clean enough.
2204  *
2205  * Return: %true if writeback should continue.
2206  */
2207 bool wb_over_bg_thresh(struct bdi_writeback *wb)
2208 {
2209         struct dirty_throttle_control gdtc = { GDTC_INIT(wb) };
2210         struct dirty_throttle_control mdtc = { MDTC_INIT(wb, &gdtc) };
2211
2212         if (domain_over_bg_thresh(&gdtc))
2213                 return true;
2214
2215         if (mdtc_valid(&mdtc))
2216                 return domain_over_bg_thresh(&mdtc);
2217
2218         return false;
2219 }
2220
2221 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2222 /*
2223  * sysctl handler for /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
2224  */
2225 static int dirty_writeback_centisecs_handler(const struct ctl_table *table, int write,
2226                 void *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
2227 {
2228         unsigned int old_interval = dirty_writeback_interval;
2229         int ret;
2230
2231         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, length, ppos);
2232
2233         /*
2234          * Writing 0 to dirty_writeback_interval will disable periodic writeback
2235          * and a different non-zero value will wakeup the writeback threads.
2236          * wb_wakeup_delayed() would be more appropriate, but it's a pain to
2237          * iterate over all bdis and wbs.
2238          * The reason we do this is to make the change take effect immediately.
2239          */
2240         if (!ret && write && dirty_writeback_interval &&
2241                 dirty_writeback_interval != old_interval)
2242                 wakeup_flusher_threads(WB_REASON_PERIODIC);
2243
2244         return ret;
2245 }
2246 #endif
2247
2248 void laptop_mode_timer_fn(struct timer_list *t)
2249 {
2250         struct backing_dev_info *backing_dev_info =
2251                 from_timer(backing_dev_info, t, laptop_mode_wb_timer);
2252
2253         wakeup_flusher_threads_bdi(backing_dev_info, WB_REASON_LAPTOP_TIMER);
2254 }
2255
2256 /*
2257  * We've spun up the disk and we're in laptop mode: schedule writeback
2258  * of all dirty data a few seconds from now.  If the flush is already scheduled
2259  * then push it back - the user is still using the disk.
2260  */
2261 void laptop_io_completion(struct backing_dev_info *info)
2262 {
2263         mod_timer(&info->laptop_mode_wb_timer, jiffies + laptop_mode);
2264 }
2265
2266 /*
2267  * We're in laptop mode and we've just synced. The sync's writes will have
2268  * caused another writeback to be scheduled by laptop_io_completion.
2269  * Nothing needs to be written back anymore, so we unschedule the writeback.
2270  */
2271 void laptop_sync_completion(void)
2272 {
2273         struct backing_dev_info *bdi;
2274
2275         rcu_read_lock();
2276
2277         list_for_each_entry_rcu(bdi, &bdi_list, bdi_list)
2278                 del_timer(&bdi->laptop_mode_wb_timer);
2279
2280         rcu_read_unlock();
2281 }
2282
2283 /*
2284  * If ratelimit_pages is too high then we can get into dirty-data overload
2285  * if a large number of processes all perform writes at the same time.
2286  *
2287  * Here we set ratelimit_pages to a level which ensures that when all CPUs are
2288  * dirtying in parallel, we cannot go more than 3% (1/32) over the dirty memory
2289  * thresholds.
2290  */
2291
2292 void writeback_set_ratelimit(void)
2293 {
2294         struct wb_domain *dom = &global_wb_domain;
2295         unsigned long background_thresh;
2296         unsigned long dirty_thresh;
2297
2298         global_dirty_limits(&background_thresh, &dirty_thresh);
2299         dom->dirty_limit = dirty_thresh;
2300         ratelimit_pages = dirty_thresh / (num_online_cpus() * 32);
2301         if (ratelimit_pages < 16)
2302                 ratelimit_pages = 16;
2303 }
2304
2305 static int page_writeback_cpu_online(unsigned int cpu)
2306 {
2307         writeback_set_ratelimit();
2308         return 0;
2309 }
2310
2311 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2312
2313 /* this is needed for the proc_doulongvec_minmax of vm_dirty_bytes */
2314 static const unsigned long dirty_bytes_min = 2 * PAGE_SIZE;
2315
2316 static struct ctl_table vm_page_writeback_sysctls[] = {
2317         {
2318                 .procname   = "dirty_background_ratio",
2319                 .data       = &dirty_background_ratio,
2320                 .maxlen     = sizeof(dirty_background_ratio),
2321                 .mode       = 0644,
2322                 .proc_handler   = dirty_background_ratio_handler,
2323                 .extra1     = SYSCTL_ZERO,
2324                 .extra2     = SYSCTL_ONE_HUNDRED,
2325         },
2326         {
2327                 .procname   = "dirty_background_bytes",
2328                 .data       = &dirty_background_bytes,
2329                 .maxlen     = sizeof(dirty_background_bytes),
2330                 .mode       = 0644,
2331                 .proc_handler   = dirty_background_bytes_handler,
2332                 .extra1     = SYSCTL_LONG_ONE,
2333         },
2334         {
2335                 .procname   = "dirty_ratio",
2336                 .data       = &vm_dirty_ratio,
2337                 .maxlen     = sizeof(vm_dirty_ratio),
2338                 .mode       = 0644,
2339                 .proc_handler   = dirty_ratio_handler,
2340                 .extra1     = SYSCTL_ZERO,
2341                 .extra2     = SYSCTL_ONE_HUNDRED,
2342         },
2343         {
2344                 .procname   = "dirty_bytes",
2345                 .data       = &vm_dirty_bytes,
2346                 .maxlen     = sizeof(vm_dirty_bytes),
2347                 .mode       = 0644,
2348                 .proc_handler   = dirty_bytes_handler,
2349                 .extra1     = (void *)&dirty_bytes_min,
2350         },
2351         {
2352                 .procname   = "dirty_writeback_centisecs",
2353                 .data       = &dirty_writeback_interval,
2354                 .maxlen     = sizeof(dirty_writeback_interval),
2355                 .mode       = 0644,
2356                 .proc_handler   = dirty_writeback_centisecs_handler,
2357         },
2358         {
2359                 .procname   = "dirty_expire_centisecs",
2360                 .data       = &dirty_expire_interval,
2361                 .maxlen     = sizeof(dirty_expire_interval),
2362                 .mode       = 0644,
2363                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
2364                 .extra1     = SYSCTL_ZERO,
2365         },
2366 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2367         {
2368                 .procname       = "highmem_is_dirtyable",
2369                 .data           = &vm_highmem_is_dirtyable,
2370                 .maxlen         = sizeof(vm_highmem_is_dirtyable),
2371                 .mode           = 0644,
2372                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
2373                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
2374                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
2375         },
2376 #endif
2377         {
2378                 .procname       = "laptop_mode",
2379                 .data           = &laptop_mode,
2380                 .maxlen         = sizeof(laptop_mode),
2381                 .mode           = 0644,
2382                 .proc_handler   = proc_dointvec_jiffies,
2383         },
2384 };
2385 #endif
2386
2387 /*
2388  * Called early on to tune the page writeback dirty limits.
2389  *
2390  * We used to scale dirty pages according to how total memory
2391  * related to pages that could be allocated for buffers.
2392  *
2393  * However, that was when we used "dirty_ratio" to scale with
2394  * all memory, and we don't do that any more. "dirty_ratio"
2395  * is now applied to total non-HIGHPAGE memory, and as such we can't
2396  * get into the old insane situation any more where we had
2397  * large amounts of dirty pages compared to a small amount of
2398  * non-HIGHMEM memory.
2399  *
2400  * But we might still want to scale the dirty_ratio by how
2401  * much memory the box has..
2402  */
2403 void __init page_writeback_init(void)
2404 {
2405         BUG_ON(wb_domain_init(&global_wb_domain, GFP_KERNEL));
2406
2407         cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_ONLINE_DYN, "mm/writeback:online",
2408                           page_writeback_cpu_online, NULL);
2409         cpuhp_setup_state(CPUHP_MM_WRITEBACK_DEAD, "mm/writeback:dead", NULL,
2410                           page_writeback_cpu_online);
2411 #ifdef CONFIG_SYSCTL
2412         register_sysctl_init("vm", vm_page_writeback_sysctls);
2413 #endif
2414 }
2415
2416 /**
2417  * tag_pages_for_writeback - tag pages to be written by writeback
2418  * @mapping: address space structure to write
2419  * @start: starting page index
2420  * @end: ending page index (inclusive)
2421  *
2422  * This function scans the page range from @start to @end (inclusive) and tags
2423  * all pages that have DIRTY tag set with a special TOWRITE tag.  The caller
2424  * can then use the TOWRITE tag to identify pages eligible for writeback.
2425  * This mechanism is used to avoid livelocking of writeback by a process
2426  * steadily creating new dirty pages in the file (thus it is important for this
2427  * function to be quick so that it can tag pages faster than a dirtying process
2428  * can create them).
2429  */
2430 void tag_pages_for_writeback(struct address_space *mapping,
2431                              pgoff_t start, pgoff_t end)
2432 {
2433         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2434         unsigned int tagged = 0;
2435         void *page;
2436
2437         xas_lock_irq(&xas);
2438         xas_for_each_marked(&xas, page, end, PAGECACHE_TAG_DIRTY) {
2439                 xas_set_mark(&xas, PAGECACHE_TAG_TOWRITE);
2440                 if (++tagged % XA_CHECK_SCHED)
2441                         continue;
2442
2443                 xas_pause(&xas);
2444                 xas_unlock_irq(&xas);
2445                 cond_resched();
2446                 xas_lock_irq(&xas);
2447         }
2448         xas_unlock_irq(&xas);
2449 }
2450 EXPORT_SYMBOL(tag_pages_for_writeback);
2451
2452 static bool folio_prepare_writeback(struct address_space *mapping,
2453                 struct writeback_control *wbc, struct folio *folio)
2454 {
2455         /*
2456          * Folio truncated or invalidated. We can freely skip it then,
2457          * even for data integrity operations: the folio has disappeared
2458          * concurrently, so there could be no real expectation of this
2459          * data integrity operation even if there is now a new, dirty
2460          * folio at the same pagecache index.
2461          */
2462         if (unlikely(folio->mapping != mapping))
2463                 return false;
2464
2465         /*
2466          * Did somebody else write it for us?
2467          */
2468         if (!folio_test_dirty(folio))
2469                 return false;
2470
2471         if (folio_test_writeback(folio)) {
2472                 if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_NONE)
2473                         return false;
2474                 folio_wait_writeback(folio);
2475         }
2476         BUG_ON(folio_test_writeback(folio));
2477
2478         if (!folio_clear_dirty_for_io(folio))
2479                 return false;
2480
2481         return true;
2482 }
2483
2484 static xa_mark_t wbc_to_tag(struct writeback_control *wbc)
2485 {
2486         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
2487                 return PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
2488         return PAGECACHE_TAG_DIRTY;
2489 }
2490
2491 static pgoff_t wbc_end(struct writeback_control *wbc)
2492 {
2493         if (wbc->range_cyclic)
2494                 return -1;
2495         return wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
2496 }
2497
2498 static struct folio *writeback_get_folio(struct address_space *mapping,
2499                 struct writeback_control *wbc)
2500 {
2501         struct folio *folio;
2502
2503 retry:
2504         folio = folio_batch_next(&wbc->fbatch);
2505         if (!folio) {
2506                 folio_batch_release(&wbc->fbatch);
2507                 cond_resched();
2508                 filemap_get_folios_tag(mapping, &wbc->index, wbc_end(wbc),
2509                                 wbc_to_tag(wbc), &wbc->fbatch);
2510                 folio = folio_batch_next(&wbc->fbatch);
2511                 if (!folio)
2512                         return NULL;
2513         }
2514
2515         folio_lock(folio);
2516         if (unlikely(!folio_prepare_writeback(mapping, wbc, folio))) {
2517                 folio_unlock(folio);
2518                 goto retry;
2519         }
2520
2521         trace_wbc_writepage(wbc, inode_to_bdi(mapping->host));
2522         return folio;
2523 }
2524
2525 /**
2526  * writeback_iter - iterate folio of a mapping for writeback
2527  * @mapping: address space structure to write
2528  * @wbc: writeback context
2529  * @folio: previously iterated folio (%NULL to start)
2530  * @error: in-out pointer for writeback errors (see below)
2531  *
2532  * This function returns the next folio for the writeback operation described by
2533  * @wbc on @mapping and  should be called in a while loop in the ->writepages
2534  * implementation.
2535  *
2536  * To start the writeback operation, %NULL is passed in the @folio argument, and
2537  * for every subsequent iteration the folio returned previously should be passed
2538  * back in.
2539  *
2540  * If there was an error in the per-folio writeback inside the writeback_iter()
2541  * loop, @error should be set to the error value.
2542  *
2543  * Once the writeback described in @wbc has finished, this function will return
2544  * %NULL and if there was an error in any iteration restore it to @error.
2545  *
2546  * Note: callers should not manually break out of the loop using break or goto
2547  * but must keep calling writeback_iter() until it returns %NULL.
2548  *
2549  * Return: the folio to write or %NULL if the loop is done.
2550  */
2551 struct folio *writeback_iter(struct address_space *mapping,
2552                 struct writeback_control *wbc, struct folio *folio, int *error)
2553 {
2554         if (!folio) {
2555                 folio_batch_init(&wbc->fbatch);
2556                 wbc->saved_err = *error = 0;
2557
2558                 /*
2559                  * For range cyclic writeback we remember where we stopped so
2560                  * that we can continue where we stopped.
2561                  *
2562                  * For non-cyclic writeback we always start at the beginning of
2563                  * the passed in range.
2564                  */
2565                 if (wbc->range_cyclic)
2566                         wbc->index = mapping->writeback_index;
2567                 else
2568                         wbc->index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
2569
2570                 /*
2571                  * To avoid livelocks when other processes dirty new pages, we
2572                  * first tag pages which should be written back and only then
2573                  * start writing them.
2574                  *
2575                  * For data-integrity writeback we have to be careful so that we
2576                  * do not miss some pages (e.g., because some other process has
2577                  * cleared the TOWRITE tag we set).  The rule we follow is that
2578                  * TOWRITE tag can be cleared only by the process clearing the
2579                  * DIRTY tag (and submitting the page for I/O).
2580                  */
2581                 if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
2582                         tag_pages_for_writeback(mapping, wbc->index,
2583                                         wbc_end(wbc));
2584         } else {
2585                 wbc->nr_to_write -= folio_nr_pages(folio);
2586
2587                 WARN_ON_ONCE(*error > 0);
2588
2589                 /*
2590                  * For integrity writeback we have to keep going until we have
2591                  * written all the folios we tagged for writeback above, even if
2592                  * we run past wbc->nr_to_write or encounter errors.
2593                  * We stash away the first error we encounter in wbc->saved_err
2594                  * so that it can be retrieved when we're done.  This is because
2595                  * the file system may still have state to clear for each folio.
2596                  *
2597                  * For background writeback we exit as soon as we run past
2598                  * wbc->nr_to_write or encounter the first error.
2599                  */
2600                 if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) {
2601                         if (*error && !wbc->saved_err)
2602                                 wbc->saved_err = *error;
2603                 } else {
2604                         if (*error || wbc->nr_to_write <= 0)
2605                                 goto done;
2606                 }
2607         }
2608
2609         folio = writeback_get_folio(mapping, wbc);
2610         if (!folio) {
2611                 /*
2612                  * To avoid deadlocks between range_cyclic writeback and callers
2613                  * that hold pages in PageWriteback to aggregate I/O until
2614                  * the writeback iteration finishes, we do not loop back to the
2615                  * start of the file.  Doing so causes a page lock/page
2616                  * writeback access order inversion - we should only ever lock
2617                  * multiple pages in ascending page->index order, and looping
2618                  * back to the start of the file violates that rule and causes
2619                  * deadlocks.
2620                  */
2621                 if (wbc->range_cyclic)
2622                         mapping->writeback_index = 0;
2623
2624                 /*
2625                  * Return the first error we encountered (if there was any) to
2626                  * the caller.
2627                  */
2628                 *error = wbc->saved_err;
2629         }
2630         return folio;
2631
2632 done:
2633         if (wbc->range_cyclic)
2634                 mapping->writeback_index = folio_next_index(folio);
2635         folio_batch_release(&wbc->fbatch);
2636         return NULL;
2637 }
2638 EXPORT_SYMBOL_GPL(writeback_iter);
2639
2640 /**
2641  * write_cache_pages - walk the list of dirty pages of the given address space and write all of them.
2642  * @mapping: address space structure to write
2643  * @wbc: subtract the number of written pages from *@wbc->nr_to_write
2644  * @writepage: function called for each page
2645  * @data: data passed to writepage function
2646  *
2647  * Return: %0 on success, negative error code otherwise
2648  *
2649  * Note: please use writeback_iter() instead.
2650  */
2651 int write_cache_pages(struct address_space *mapping,
2652                       struct writeback_control *wbc, writepage_t writepage,
2653                       void *data)
2654 {
2655         struct folio *folio = NULL;
2656         int error;
2657
2658         while ((folio = writeback_iter(mapping, wbc, folio, &error))) {
2659                 error = writepage(folio, wbc, data);
2660                 if (error == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
2661                         folio_unlock(folio);
2662                         error = 0;
2663                 }
2664         }
2665
2666         return error;
2667 }
2668 EXPORT_SYMBOL(write_cache_pages);
2669
2670 static int writeback_use_writepage(struct address_space *mapping,
2671                 struct writeback_control *wbc)
2672 {
2673         struct folio *folio = NULL;
2674         struct blk_plug plug;
2675         int err;
2676
2677         blk_start_plug(&plug);
2678         while ((folio = writeback_iter(mapping, wbc, folio, &err))) {
2679                 err = mapping->a_ops->writepage(&folio->page, wbc);
2680                 if (err == AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE) {
2681                         folio_unlock(folio);
2682                         err = 0;
2683                 }
2684                 mapping_set_error(mapping, err);
2685         }
2686         blk_finish_plug(&plug);
2687
2688         return err;
2689 }
2690
2691 int do_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc)
2692 {
2693         int ret;
2694         struct bdi_writeback *wb;
2695
2696         if (wbc->nr_to_write <= 0)
2697                 return 0;
2698         wb = inode_to_wb_wbc(mapping->host, wbc);
2699         wb_bandwidth_estimate_start(wb);
2700         while (1) {
2701                 if (mapping->a_ops->writepages) {
2702                         ret = mapping->a_ops->writepages(mapping, wbc);
2703                 } else if (mapping->a_ops->writepage) {
2704                         ret = writeback_use_writepage(mapping, wbc);
2705                 } else {
2706                         /* deal with chardevs and other special files */
2707                         ret = 0;
2708                 }
2709                 if (ret != -ENOMEM || wbc->sync_mode != WB_SYNC_ALL)
2710                         break;
2711
2712                 /*
2713                  * Lacking an allocation context or the locality or writeback
2714                  * state of any of the inode's pages, throttle based on
2715                  * writeback activity on the local node. It's as good a
2716                  * guess as any.
2717                  */
2718                 reclaim_throttle(NODE_DATA(numa_node_id()),
2719                         VMSCAN_THROTTLE_WRITEBACK);
2720         }
2721         /*
2722          * Usually few pages are written by now from those we've just submitted
2723          * but if there's constant writeback being submitted, this makes sure
2724          * writeback bandwidth is updated once in a while.
2725          */
2726         if (time_is_before_jiffies(READ_ONCE(wb->bw_time_stamp) +
2727                                    BANDWIDTH_INTERVAL))
2728                 wb_update_bandwidth(wb);
2729         return ret;
2730 }
2731
2732 /*
2733  * For address_spaces which do not use buffers nor write back.
2734  */
2735 bool noop_dirty_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
2736 {
2737         if (!folio_test_dirty(folio))
2738                 return !folio_test_set_dirty(folio);
2739         return false;
2740 }
2741 EXPORT_SYMBOL(noop_dirty_folio);
2742
2743 /*
2744  * Helper function for set_page_dirty family.
2745  *
2746  * NOTE: This relies on being atomic wrt interrupts.
2747  */
2748 static void folio_account_dirtied(struct folio *folio,
2749                 struct address_space *mapping)
2750 {
2751         struct inode *inode = mapping->host;
2752
2753         trace_writeback_dirty_folio(folio, mapping);
2754
2755         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
2756                 struct bdi_writeback *wb;
2757                 long nr = folio_nr_pages(folio);
2758
2759                 inode_attach_wb(inode, folio);
2760                 wb = inode_to_wb(inode);
2761
2762                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_DIRTY, nr);
2763                 __zone_stat_mod_folio(folio, NR_ZONE_WRITE_PENDING, nr);
2764                 __node_stat_mod_folio(folio, NR_DIRTIED, nr);
2765                 wb_stat_mod(wb, WB_RECLAIMABLE, nr);
2766                 wb_stat_mod(wb, WB_DIRTIED, nr);
2767                 task_io_account_write(nr * PAGE_SIZE);
2768                 current->nr_dirtied += nr;
2769                 __this_cpu_add(bdp_ratelimits, nr);
2770
2771                 mem_cgroup_track_foreign_dirty(folio, wb);
2772         }
2773 }
2774
2775 /*
2776  * Helper function for deaccounting dirty page without writeback.
2777  *
2778  */
2779 void folio_account_cleaned(struct folio *folio, struct bdi_writeback *wb)
2780 {
2781         long nr = folio_nr_pages(folio);
2782
2783         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_DIRTY, -nr);
2784         zone_stat_mod_folio(folio, NR_ZONE_WRITE_PENDING, -nr);
2785         wb_stat_mod(wb, WB_RECLAIMABLE, -nr);
2786         task_io_account_cancelled_write(nr * PAGE_SIZE);
2787 }
2788
2789 /*
2790  * Mark the folio dirty, and set it dirty in the page cache.
2791  *
2792  * If warn is true, then emit a warning if the folio is not uptodate and has
2793  * not been truncated.
2794  *
2795  * It is the caller's responsibility to prevent the folio from being truncated
2796  * while this function is in progress, although it may have been truncated
2797  * before this function is called.  Most callers have the folio locked.
2798  * A few have the folio blocked from truncation through other means (e.g.
2799  * zap_vma_pages() has it mapped and is holding the page table lock).
2800  * When called from mark_buffer_dirty(), the filesystem should hold a
2801  * reference to the buffer_head that is being marked dirty, which causes
2802  * try_to_free_buffers() to fail.
2803  */
2804 void __folio_mark_dirty(struct folio *folio, struct address_space *mapping,
2805                              int warn)
2806 {
2807         unsigned long flags;
2808
2809         xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
2810         if (folio->mapping) {   /* Race with truncate? */
2811                 WARN_ON_ONCE(warn && !folio_test_uptodate(folio));
2812                 folio_account_dirtied(folio, mapping);
2813                 __xa_set_mark(&mapping->i_pages, folio_index(folio),
2814                                 PAGECACHE_TAG_DIRTY);
2815         }
2816         xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
2817 }
2818
2819 /**
2820  * filemap_dirty_folio - Mark a folio dirty for filesystems which do not use buffer_heads.
2821  * @mapping: Address space this folio belongs to.
2822  * @folio: Folio to be marked as dirty.
2823  *
2824  * Filesystems which do not use buffer heads should call this function
2825  * from their dirty_folio address space operation.  It ignores the
2826  * contents of folio_get_private(), so if the filesystem marks individual
2827  * blocks as dirty, the filesystem should handle that itself.
2828  *
2829  * This is also sometimes used by filesystems which use buffer_heads when
2830  * a single buffer is being dirtied: we want to set the folio dirty in
2831  * that case, but not all the buffers.  This is a "bottom-up" dirtying,
2832  * whereas block_dirty_folio() is a "top-down" dirtying.
2833  *
2834  * The caller must ensure this doesn't race with truncation.  Most will
2835  * simply hold the folio lock, but e.g. zap_pte_range() calls with the
2836  * folio mapped and the pte lock held, which also locks out truncation.
2837  */
2838 bool filemap_dirty_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio)
2839 {
2840         if (folio_test_set_dirty(folio))
2841                 return false;
2842
2843         __folio_mark_dirty(folio, mapping, !folio_test_private(folio));
2844
2845         if (mapping->host) {
2846                 /* !PageAnon && !swapper_space */
2847                 __mark_inode_dirty(mapping->host, I_DIRTY_PAGES);
2848         }
2849         return true;
2850 }
2851 EXPORT_SYMBOL(filemap_dirty_folio);
2852
2853 /**
2854  * folio_redirty_for_writepage - Decline to write a dirty folio.
2855  * @wbc: The writeback control.
2856  * @folio: The folio.
2857  *
2858  * When a writepage implementation decides that it doesn't want to write
2859  * @folio for some reason, it should call this function, unlock @folio and
2860  * return 0.
2861  *
2862  * Return: True if we redirtied the folio.  False if someone else dirtied
2863  * it first.
2864  */
2865 bool folio_redirty_for_writepage(struct writeback_control *wbc,
2866                 struct folio *folio)
2867 {
2868         struct address_space *mapping = folio->mapping;
2869         long nr = folio_nr_pages(folio);
2870         bool ret;
2871
2872         wbc->pages_skipped += nr;
2873         ret = filemap_dirty_folio(mapping, folio);
2874         if (mapping && mapping_can_writeback(mapping)) {
2875                 struct inode *inode = mapping->host;
2876                 struct bdi_writeback *wb;
2877                 struct wb_lock_cookie cookie = {};
2878
2879                 wb = unlocked_inode_to_wb_begin(inode, &cookie);
2880                 current->nr_dirtied -= nr;
2881                 node_stat_mod_folio(folio, NR_DIRTIED, -nr);
2882                 wb_stat_mod(wb, WB_DIRTIED, -nr);
2883                 unlocked_inode_to_wb_end(inode, &cookie);
2884         }
2885         return ret;
2886 }
2887 EXPORT_SYMBOL(folio_redirty_for_writepage);
2888
2889 /**
2890  * folio_mark_dirty - Mark a folio as being modified.
2891  * @folio: The folio.
2892  *
2893  * The folio may not be truncated while this function is running.
2894  * Holding the folio lock is sufficient to prevent truncation, but some
2895  * callers cannot acquire a sleeping lock.  These callers instead hold
2896  * the page table lock for a page table which contains at least one page
2897  * in this folio.  Truncation will block on the page table lock as it
2898  * unmaps pages before removing the folio from its mapping.
2899  *
2900  * Return: True if the folio was newly dirtied, false if it was already dirty.
2901  */
2902 bool folio_mark_dirty(struct folio *folio)
2903 {
2904         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
2905
2906         if (likely(mapping)) {
2907                 /*
2908                  * readahead/folio_deactivate could remain
2909                  * PG_readahead/PG_reclaim due to race with folio_end_writeback
2910                  * About readahead, if the folio is written, the flags would be
2911                  * reset. So no problem.
2912                  * About folio_deactivate, if the folio is redirtied,
2913                  * the flag will be reset. So no problem. but if the
2914                  * folio is used by readahead it will confuse readahead
2915                  * and make it restart the size rampup process. But it's
2916                  * a trivial problem.
2917                  */
2918                 if (folio_test_reclaim(folio))
2919                         folio_clear_reclaim(folio);
2920                 return mapping->a_ops->dirty_folio(mapping, folio);
2921         }
2922
2923         return noop_dirty_folio(mapping, folio);
2924 }
2925 EXPORT_SYMBOL(folio_mark_dirty);
2926
2927 /*
2928  * folio_mark_dirty() is racy if the caller has no reference against
2929  * folio->mapping->host, and if the folio is unlocked.  This is because another
2930  * CPU could truncate the folio off the mapping and then free the mapping.
2931  *
2932  * Usually, the folio _is_ locked, or the caller is a user-space process which
2933  * holds a reference on the inode by having an open file.
2934  *
2935  * In other cases, the folio should be locked before running folio_mark_dirty().
2936  */
2937 bool folio_mark_dirty_lock(struct folio *folio)
2938 {
2939         bool ret;
2940
2941         folio_lock(folio);
2942         ret = folio_mark_dirty(folio);
2943         folio_unlock(folio);
2944         return ret;
2945 }
2946 EXPORT_SYMBOL(folio_mark_dirty_lock);
2947
2948 /*
2949  * This cancels just the dirty bit on the kernel page itself, it does NOT
2950  * actually remove dirty bits on any mmap's that may be around. It also
2951  * leaves the page tagged dirty, so any sync activity will still find it on
2952  * the dirty lists, and in particular, clear_page_dirty_for_io() will still
2953  * look at the dirty bits in the VM.
2954  *
2955  * Doing this should *normally* only ever be done when a page is truncated,
2956  * and is not actually mapped anywhere at all. However, fs/buffer.c does
2957  * this when it notices that somebody has cleaned out all the buffers on a
2958  * page without actually doing it through the VM. Can you say "ext3 is
2959  * horribly ugly"? Thought you could.
2960  */
2961 void __folio_cancel_dirty(struct folio *folio)
2962 {
2963         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
2964
2965         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
2966                 struct inode *inode = mapping->host;
2967                 struct bdi_writeback *wb;
2968                 struct wb_lock_cookie cookie = {};
2969
2970                 wb = unlocked_inode_to_wb_begin(inode, &cookie);
2971
2972                 if (folio_test_clear_dirty(folio))
2973                         folio_account_cleaned(folio, wb);
2974
2975                 unlocked_inode_to_wb_end(inode, &cookie);
2976         } else {
2977                 folio_clear_dirty(folio);
2978         }
2979 }
2980 EXPORT_SYMBOL(__folio_cancel_dirty);
2981
2982 /*
2983  * Clear a folio's dirty flag, while caring for dirty memory accounting.
2984  * Returns true if the folio was previously dirty.
2985  *
2986  * This is for preparing to put the folio under writeout.  We leave
2987  * the folio tagged as dirty in the xarray so that a concurrent
2988  * write-for-sync can discover it via a PAGECACHE_TAG_DIRTY walk.
2989  * The ->writepage implementation will run either folio_start_writeback()
2990  * or folio_mark_dirty(), at which stage we bring the folio's dirty flag
2991  * and xarray dirty tag back into sync.
2992  *
2993  * This incoherency between the folio's dirty flag and xarray tag is
2994  * unfortunate, but it only exists while the folio is locked.
2995  */
2996 bool folio_clear_dirty_for_io(struct folio *folio)
2997 {
2998         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
2999         bool ret = false;
3000
3001         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
3002
3003         if (mapping && mapping_can_writeback(mapping)) {
3004                 struct inode *inode = mapping->host;
3005                 struct bdi_writeback *wb;
3006                 struct wb_lock_cookie cookie = {};
3007
3008                 /*
3009                  * Yes, Virginia, this is indeed insane.
3010                  *
3011                  * We use this sequence to make sure that
3012                  *  (a) we account for dirty stats properly
3013                  *  (b) we tell the low-level filesystem to
3014                  *      mark the whole folio dirty if it was
3015                  *      dirty in a pagetable. Only to then
3016                  *  (c) clean the folio again and return 1 to
3017                  *      cause the writeback.
3018                  *
3019                  * This way we avoid all nasty races with the
3020                  * dirty bit in multiple places and clearing
3021                  * them concurrently from different threads.
3022                  *
3023                  * Note! Normally the "folio_mark_dirty(folio)"
3024                  * has no effect on the actual dirty bit - since
3025                  * that will already usually be set. But we
3026                  * need the side effects, and it can help us
3027                  * avoid races.
3028                  *
3029                  * We basically use the folio "master dirty bit"
3030                  * as a serialization point for all the different
3031                  * threads doing their things.
3032                  */
3033                 if (folio_mkclean(folio))
3034                         folio_mark_dirty(folio);
3035                 /*
3036                  * We carefully synchronise fault handlers against
3037                  * installing a dirty pte and marking the folio dirty
3038                  * at this point.  We do this by having them hold the
3039                  * page lock while dirtying the folio, and folios are
3040                  * always locked coming in here, so we get the desired
3041                  * exclusion.
3042                  */
3043                 wb = unlocked_inode_to_wb_begin(inode, &cookie);
3044                 if (folio_test_clear_dirty(folio)) {
3045                         long nr = folio_nr_pages(folio);
3046                         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_DIRTY, -nr);
3047                         zone_stat_mod_folio(folio, NR_ZONE_WRITE_PENDING, -nr);
3048                         wb_stat_mod(wb, WB_RECLAIMABLE, -nr);
3049                         ret = true;
3050                 }
3051                 unlocked_inode_to_wb_end(inode, &cookie);
3052                 return ret;
3053         }
3054         return folio_test_clear_dirty(folio);
3055 }
3056 EXPORT_SYMBOL(folio_clear_dirty_for_io);
3057
3058 static void wb_inode_writeback_start(struct bdi_writeback *wb)
3059 {
3060         atomic_inc(&wb->writeback_inodes);
3061 }
3062
3063 static void wb_inode_writeback_end(struct bdi_writeback *wb)
3064 {
3065         unsigned long flags;
3066         atomic_dec(&wb->writeback_inodes);
3067         /*
3068          * Make sure estimate of writeback throughput gets updated after
3069          * writeback completed. We delay the update by BANDWIDTH_INTERVAL
3070          * (which is the interval other bandwidth updates use for batching) so
3071          * that if multiple inodes end writeback at a similar time, they get
3072          * batched into one bandwidth update.
3073          */
3074         spin_lock_irqsave(&wb->work_lock, flags);
3075         if (test_bit(WB_registered, &wb->state))
3076                 queue_delayed_work(bdi_wq, &wb->bw_dwork, BANDWIDTH_INTERVAL);
3077         spin_unlock_irqrestore(&wb->work_lock, flags);
3078 }
3079
3080 bool __folio_end_writeback(struct folio *folio)
3081 {
3082         long nr = folio_nr_pages(folio);
3083         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
3084         bool ret;
3085
3086         if (mapping && mapping_use_writeback_tags(mapping)) {
3087                 struct inode *inode = mapping->host;
3088                 struct backing_dev_info *bdi = inode_to_bdi(inode);
3089                 unsigned long flags;
3090
3091                 xa_lock_irqsave(&mapping->i_pages, flags);
3092                 ret = folio_xor_flags_has_waiters(folio, 1 << PG_writeback);
3093                 __xa_clear_mark(&mapping->i_pages, folio_index(folio),
3094                                         PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
3095                 if (bdi->capabilities & BDI_CAP_WRITEBACK_ACCT) {
3096                         struct bdi_writeback *wb = inode_to_wb(inode);
3097
3098                         wb_stat_mod(wb, WB_WRITEBACK, -nr);
3099                         __wb_writeout_add(wb, nr);
3100                         if (!mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK))
3101                                 wb_inode_writeback_end(wb);
3102                 }
3103
3104                 if (mapping->host && !mapping_tagged(mapping,
3105                                                      PAGECACHE_TAG_WRITEBACK))
3106                         sb_clear_inode_writeback(mapping->host);
3107
3108                 xa_unlock_irqrestore(&mapping->i_pages, flags);
3109         } else {
3110                 ret = folio_xor_flags_has_waiters(folio, 1 << PG_writeback);
3111         }
3112
3113         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_WRITEBACK, -nr);
3114         zone_stat_mod_folio(folio, NR_ZONE_WRITE_PENDING, -nr);
3115         node_stat_mod_folio(folio, NR_WRITTEN, nr);
3116
3117         return ret;
3118 }
3119
3120 void __folio_start_writeback(struct folio *folio, bool keep_write)
3121 {
3122         long nr = folio_nr_pages(folio);
3123         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
3124         int access_ret;
3125
3126         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_writeback(folio), folio);
3127
3128         if (mapping && mapping_use_writeback_tags(mapping)) {
3129                 XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, folio_index(folio));
3130                 struct inode *inode = mapping->host;
3131                 struct backing_dev_info *bdi = inode_to_bdi(inode);
3132                 unsigned long flags;
3133                 bool on_wblist;
3134
3135                 xas_lock_irqsave(&xas, flags);
3136                 xas_load(&xas);
3137                 folio_test_set_writeback(folio);
3138
3139                 on_wblist = mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
3140
3141                 xas_set_mark(&xas, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
3142                 if (bdi->capabilities & BDI_CAP_WRITEBACK_ACCT) {
3143                         struct bdi_writeback *wb = inode_to_wb(inode);
3144
3145                         wb_stat_mod(wb, WB_WRITEBACK, nr);
3146                         if (!on_wblist)
3147                                 wb_inode_writeback_start(wb);
3148                 }
3149
3150                 /*
3151                  * We can come through here when swapping anonymous
3152                  * folios, so we don't necessarily have an inode to
3153                  * track for sync.
3154                  */
3155                 if (mapping->host && !on_wblist)
3156                         sb_mark_inode_writeback(mapping->host);
3157                 if (!folio_test_dirty(folio))
3158                         xas_clear_mark(&xas, PAGECACHE_TAG_DIRTY);
3159                 if (!keep_write)
3160                         xas_clear_mark(&xas, PAGECACHE_TAG_TOWRITE);
3161                 xas_unlock_irqrestore(&xas, flags);
3162         } else {
3163                 folio_test_set_writeback(folio);
3164         }
3165
3166         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_WRITEBACK, nr);
3167         zone_stat_mod_folio(folio, NR_ZONE_WRITE_PENDING, nr);
3168
3169         access_ret = arch_make_folio_accessible(folio);
3170         /*
3171          * If writeback has been triggered on a page that cannot be made
3172          * accessible, it is too late to recover here.
3173          */
3174         VM_BUG_ON_FOLIO(access_ret != 0, folio);
3175 }
3176 EXPORT_SYMBOL(__folio_start_writeback);
3177
3178 /**
3179  * folio_wait_writeback - Wait for a folio to finish writeback.
3180  * @folio: The folio to wait for.
3181  *
3182  * If the folio is currently being written back to storage, wait for the
3183  * I/O to complete.
3184  *
3185  * Context: Sleeps.  Must be called in process context and with
3186  * no spinlocks held.  Caller should hold a reference on the folio.
3187  * If the folio is not locked, writeback may start again after writeback
3188  * has finished.
3189  */
3190 void folio_wait_writeback(struct folio *folio)
3191 {
3192         while (folio_test_writeback(folio)) {
3193                 trace_folio_wait_writeback(folio, folio_mapping(folio));
3194                 folio_wait_bit(folio, PG_writeback);
3195         }
3196 }
3197 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_wait_writeback);
3198
3199 /**
3200  * folio_wait_writeback_killable - Wait for a folio to finish writeback.
3201  * @folio: The folio to wait for.
3202  *
3203  * If the folio is currently being written back to storage, wait for the
3204  * I/O to complete or a fatal signal to arrive.
3205  *
3206  * Context: Sleeps.  Must be called in process context and with
3207  * no spinlocks held.  Caller should hold a reference on the folio.
3208  * If the folio is not locked, writeback may start again after writeback
3209  * has finished.
3210  * Return: 0 on success, -EINTR if we get a fatal signal while waiting.
3211  */
3212 int folio_wait_writeback_killable(struct folio *folio)
3213 {
3214         while (folio_test_writeback(folio)) {
3215                 trace_folio_wait_writeback(folio, folio_mapping(folio));
3216                 if (folio_wait_bit_killable(folio, PG_writeback))
3217                         return -EINTR;
3218         }
3219
3220         return 0;
3221 }
3222 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_wait_writeback_killable);
3223
3224 /**
3225  * folio_wait_stable() - wait for writeback to finish, if necessary.
3226  * @folio: The folio to wait on.
3227  *
3228  * This function determines if the given folio is related to a backing
3229  * device that requires folio contents to be held stable during writeback.
3230  * If so, then it will wait for any pending writeback to complete.
3231  *
3232  * Context: Sleeps.  Must be called in process context and with
3233  * no spinlocks held.  Caller should hold a reference on the folio.
3234  * If the folio is not locked, writeback may start again after writeback
3235  * has finished.
3236  */
3237 void folio_wait_stable(struct folio *folio)
3238 {
3239         if (mapping_stable_writes(folio_mapping(folio)))
3240                 folio_wait_writeback(folio);
3241 }
3242 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_wait_stable);
This page took 0.215732 seconds and 4 git commands to generate.