fs/fuse/dax.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * dax: direct host memory access
   4  * Copyright (C) 2020 Red Hat, Inc.
   5  */
   6
   7 #include "fuse_i.h"
   8
   9 #include <linux/delay.h>
  10 #include <linux/dax.h>
  11 #include <linux/uio.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/pfn_t.h>
  14 #include <linux/iomap.h>
  15 #include <linux/interval_tree.h>
  16
  17 /*
  18  * Default memory range size.  A power of 2 so it agrees with common FUSE_INIT
  19  * map_alignment values 4KB and 64KB.
  20  */
  21 #define FUSE_DAX_SHIFT  21
  22 #define FUSE_DAX_SZ     (1 << FUSE_DAX_SHIFT)
  23 #define FUSE_DAX_PAGES  (FUSE_DAX_SZ / PAGE_SIZE)
  24
  25 /* Number of ranges reclaimer will try to free in one invocation */
  26 #define FUSE_DAX_RECLAIM_CHUNK          (10)
  27
  28 /*
  29  * Dax memory reclaim threshold in percetage of total ranges. When free
  30  * number of free ranges drops below this threshold, reclaim can trigger
  31  * Default is 20%
  32  */
  33 #define FUSE_DAX_RECLAIM_THRESHOLD      (20)
  34
  35 /** Translation information for file offsets to DAX window offsets */
  36 struct fuse_dax_mapping {
  37         /* Pointer to inode where this memory range is mapped */
  38         struct inode *inode;
  39
  40         /* Will connect in fcd->free_ranges to keep track of free memory */
  41         struct list_head list;
  42
  43         /* For interval tree in file/inode */
  44         struct interval_tree_node itn;
  45
  46         /* Will connect in fc->busy_ranges to keep track busy memory */
  47         struct list_head busy_list;
  48
  49         /** Position in DAX window */
  50         u64 window_offset;
  51
  52         /** Length of mapping, in bytes */
  53         loff_t length;
  54
  55         /* Is this mapping read-only or read-write */
  56         bool writable;
  57
  58         /* reference count when the mapping is used by dax iomap. */
  59         refcount_t refcnt;
  60 };
  61
  62 /* Per-inode dax map */
  63 struct fuse_inode_dax {
  64         /* Semaphore to protect modifications to the dmap tree */
  65         struct rw_semaphore sem;
  66
  67         /* Sorted rb tree of struct fuse_dax_mapping elements */
  68         struct rb_root_cached tree;
  69         unsigned long nr;
  70 };
  71
  72 struct fuse_conn_dax {
  73         /* DAX device */
  74         struct dax_device *dev;
  75
  76         /* Lock protecting accessess to  members of this structure */
  77         spinlock_t lock;
  78
  79         /* List of memory ranges which are busy */
  80         unsigned long nr_busy_ranges;
  81         struct list_head busy_ranges;
  82
  83         /* Worker to free up memory ranges */
  84         struct delayed_work free_work;
  85
  86         /* Wait queue for a dax range to become free */
  87         wait_queue_head_t range_waitq;
  88
  89         /* DAX Window Free Ranges */
  90         long nr_free_ranges;
  91         struct list_head free_ranges;
  92
  93         unsigned long nr_ranges;
  94 };
  95
  96 static inline struct fuse_dax_mapping *
  97 node_to_dmap(struct interval_tree_node *node)
  98 {
  99         if (!node)
 100                 return NULL;
 101
 102         return container_of(node, struct fuse_dax_mapping, itn);
 103 }
 104
 105 static struct fuse_dax_mapping *
 106 alloc_dax_mapping_reclaim(struct fuse_conn_dax *fcd, struct inode *inode);
 107
 108 static void
 109 __kick_dmap_free_worker(struct fuse_conn_dax *fcd, unsigned long delay_ms)
 110 {
 111         unsigned long free_threshold;
 112
 113         /* If number of free ranges are below threshold, start reclaim */
 114         free_threshold = max_t(unsigned long, fcd->nr_ranges * FUSE_DAX_RECLAIM_THRESHOLD / 100,
 115                              1);
 116         if (fcd->nr_free_ranges < free_threshold)
 117                 queue_delayed_work(system_long_wq, &fcd->free_work,
 118                                    msecs_to_jiffies(delay_ms));
 119 }
 120
 121 static void kick_dmap_free_worker(struct fuse_conn_dax *fcd,
 122                                   unsigned long delay_ms)
 123 {
 124         spin_lock(&fcd->lock);
 125         __kick_dmap_free_worker(fcd, delay_ms);
 126         spin_unlock(&fcd->lock);
 127 }
 128
 129 static struct fuse_dax_mapping *alloc_dax_mapping(struct fuse_conn_dax *fcd)
 130 {
 131         struct fuse_dax_mapping *dmap;
 132
 133         spin_lock(&fcd->lock);
 134         dmap = list_first_entry_or_null(&fcd->free_ranges,
 135                                         struct fuse_dax_mapping, list);
 136         if (dmap) {
 137                 list_del_init(&dmap->list);
 138                 WARN_ON(fcd->nr_free_ranges <= 0);
 139                 fcd->nr_free_ranges--;
 140         }
 141         __kick_dmap_free_worker(fcd, 0);
 142         spin_unlock(&fcd->lock);
 143
 144         return dmap;
 145 }
 146
 147 /* This assumes fcd->lock is held */
 148 static void __dmap_remove_busy_list(struct fuse_conn_dax *fcd,
 149                                     struct fuse_dax_mapping *dmap)
 150 {
 151         list_del_init(&dmap->busy_list);
 152         WARN_ON(fcd->nr_busy_ranges == 0);
 153         fcd->nr_busy_ranges--;
 154 }
 155
 156 static void dmap_remove_busy_list(struct fuse_conn_dax *fcd,
 157                                   struct fuse_dax_mapping *dmap)
 158 {
 159         spin_lock(&fcd->lock);
 160         __dmap_remove_busy_list(fcd, dmap);
 161         spin_unlock(&fcd->lock);
 162 }
 163
 164 /* This assumes fcd->lock is held */
 165 static void __dmap_add_to_free_pool(struct fuse_conn_dax *fcd,
 166                                 struct fuse_dax_mapping *dmap)
 167 {
 168         list_add_tail(&dmap->list, &fcd->free_ranges);
 169         fcd->nr_free_ranges++;
 170         wake_up(&fcd->range_waitq);
 171 }
 172
 173 static void dmap_add_to_free_pool(struct fuse_conn_dax *fcd,
 174                                 struct fuse_dax_mapping *dmap)
 175 {
 176         /* Return fuse_dax_mapping to free list */
 177         spin_lock(&fcd->lock);
 178         __dmap_add_to_free_pool(fcd, dmap);
 179         spin_unlock(&fcd->lock);
 180 }
 181
 182 static int fuse_setup_one_mapping(struct inode *inode, unsigned long start_idx,
 183                                   struct fuse_dax_mapping *dmap, bool writable,
 184                                   bool upgrade)
 185 {
 186         struct fuse_mount *fm = get_fuse_mount(inode);
 187         struct fuse_conn_dax *fcd = fm->fc->dax;
 188         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
 189         struct fuse_setupmapping_in inarg;
 190         loff_t offset = start_idx << FUSE_DAX_SHIFT;
 191         FUSE_ARGS(args);
 192         ssize_t err;
 193
 194         WARN_ON(fcd->nr_free_ranges < 0);
 195
 196         /* Ask fuse daemon to setup mapping */
 197         memset(&inarg, 0, sizeof(inarg));
 198         inarg.foffset = offset;
 199         inarg.fh = -1;
 200         inarg.moffset = dmap->window_offset;
 201         inarg.len = FUSE_DAX_SZ;
 202         inarg.flags |= FUSE_SETUPMAPPING_FLAG_READ;
 203         if (writable)
 204                 inarg.flags |= FUSE_SETUPMAPPING_FLAG_WRITE;
 205         args.opcode = FUSE_SETUPMAPPING;
 206         args.nodeid = fi->nodeid;
 207         args.in_numargs = 1;
 208         args.in_args[0].size = sizeof(inarg);
 209         args.in_args[0].value = &inarg;
 210         err = fuse_simple_request(fm, &args);
 211         if (err < 0)
 212                 return err;
 213         dmap->writable = writable;
 214         if (!upgrade) {
 215                 /*
 216                  * We don't take a reference on inode. inode is valid right now
 217                  * and when inode is going away, cleanup logic should first
 218                  * cleanup dmap entries.
 219                  */
 220                 dmap->inode = inode;
 221                 dmap->itn.start = dmap->itn.last = start_idx;
 222                 /* Protected by fi->dax->sem */
 223                 interval_tree_insert(&dmap->itn, &fi->dax->tree);
 224                 fi->dax->nr++;
 225                 spin_lock(&fcd->lock);
 226                 list_add_tail(&dmap->busy_list, &fcd->busy_ranges);
 227                 fcd->nr_busy_ranges++;
 228                 spin_unlock(&fcd->lock);
 229         }
 230         return 0;
 231 }
 232
 233 static int fuse_send_removemapping(struct inode *inode,
 234                                    struct fuse_removemapping_in *inargp,
 235                                    struct fuse_removemapping_one *remove_one)
 236 {
 237         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
 238         struct fuse_mount *fm = get_fuse_mount(inode);
 239         FUSE_ARGS(args);
 240
 241         args.opcode = FUSE_REMOVEMAPPING;
 242         args.nodeid = fi->nodeid;
 243         args.in_numargs = 2;
 244         args.in_args[0].size = sizeof(*inargp);
 245         args.in_args[0].value = inargp;
 246         args.in_args[1].size = inargp->count * sizeof(*remove_one);
 247         args.in_args[1].value = remove_one;
 248         return fuse_simple_request(fm, &args);
 249 }
 250
 251 static int dmap_removemapping_list(struct inode *inode, unsigned int num,
 252                                    struct list_head *to_remove)
 253 {
 254         struct fuse_removemapping_one *remove_one, *ptr;
 255         struct fuse_removemapping_in inarg;
 256         struct fuse_dax_mapping *dmap;
 257         int ret, i = 0, nr_alloc;
 258
 259         nr_alloc = min_t(unsigned int, num, FUSE_REMOVEMAPPING_MAX_ENTRY);
 260         remove_one = kmalloc_array(nr_alloc, sizeof(*remove_one), GFP_NOFS);
 261         if (!remove_one)
 262                 return -ENOMEM;
 263
 264         ptr = remove_one;
 265         list_for_each_entry(dmap, to_remove, list) {
 266                 ptr->moffset = dmap->window_offset;
 267                 ptr->len = dmap->length;
 268                 ptr++;
 269                 i++;
 270                 num--;
 271                 if (i >= nr_alloc || num == 0) {
 272                         memset(&inarg, 0, sizeof(inarg));
 273                         inarg.count = i;
 274                         ret = fuse_send_removemapping(inode, &inarg,
 275                                                       remove_one);
 276                         if (ret)
 277                                 goto out;
 278                         ptr = remove_one;
 279                         i = 0;
 280                 }
 281         }
 282 out:
 283         kfree(remove_one);
 284         return ret;
 285 }
 286
 287 /*
 288  * Cleanup dmap entry and add back to free list. This should be called with
 289  * fcd->lock held.
 290  */
 291 static void dmap_reinit_add_to_free_pool(struct fuse_conn_dax *fcd,
 292                                             struct fuse_dax_mapping *dmap)
 293 {
 294         pr_debug("fuse: freeing memory range start_idx=0x%lx end_idx=0x%lx window_offset=0x%llx length=0x%llx\n",
 295                  dmap->itn.start, dmap->itn.last, dmap->window_offset,
 296                  dmap->length);
 297         __dmap_remove_busy_list(fcd, dmap);
 298         dmap->inode = NULL;
 299         dmap->itn.start = dmap->itn.last = 0;
 300         __dmap_add_to_free_pool(fcd, dmap);
 301 }
 302
 303 /*
 304  * Free inode dmap entries whose range falls inside [start, end].
 305  * Does not take any locks. At this point of time it should only be
 306  * called from evict_inode() path where we know all dmap entries can be
 307  * reclaimed.
 308  */
 309 static void inode_reclaim_dmap_range(struct fuse_conn_dax *fcd,
 310                                      struct inode *inode,
 311                                      loff_t start, loff_t end)
 312 {
 313         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
 314         struct fuse_dax_mapping *dmap, *n;
 315         int err, num = 0;
 316         LIST_HEAD(to_remove);
 317         unsigned long start_idx = start >> FUSE_DAX_SHIFT;
 318         unsigned long end_idx = end >> FUSE_DAX_SHIFT;
 319         struct interval_tree_node *node;
 320
 321         while (1) {
 322                 node = interval_tree_iter_first(&fi->dax->tree, start_idx,
 323                                                 end_idx);
 324                 if (!node)
 325                         break;
 326                 dmap = node_to_dmap(node);
 327                 /* inode is going away. There should not be any users of dmap */
 328                 WARN_ON(refcount_read(&dmap->refcnt) > 1);
 329                 interval_tree_remove(&dmap->itn, &fi->dax->tree);
 330                 num++;
 331                 list_add(&dmap->list, &to_remove);
 332         }
 333
 334         /* Nothing to remove */
 335         if (list_empty(&to_remove))
 336                 return;
 337
 338         WARN_ON(fi->dax->nr < num);
 339         fi->dax->nr -= num;
 340         err = dmap_removemapping_list(inode, num, &to_remove);
 341         if (err && err != -ENOTCONN) {
 342                 pr_warn("Failed to removemappings. start=0x%llx end=0x%llx\n",
 343                         start, end);
 344         }
 345         spin_lock(&fcd->lock);
 346         list_for_each_entry_safe(dmap, n, &to_remove, list) {
 347                 list_del_init(&dmap->list);
 348                 dmap_reinit_add_to_free_pool(fcd, dmap);
 349         }
 350         spin_unlock(&fcd->lock);
 351 }
 352
 353 static int dmap_removemapping_one(struct inode *inode,
 354                                   struct fuse_dax_mapping *dmap)
 355 {
 356         struct fuse_removemapping_one forget_one;
 357         struct fuse_removemapping_in inarg;
 358
 359         memset(&inarg, 0, sizeof(inarg));
 360         inarg.count = 1;
 361         memset(&forget_one, 0, sizeof(forget_one));
 362         forget_one.moffset = dmap->window_offset;
 363         forget_one.len = dmap->length;
 364
 365         return fuse_send_removemapping(inode, &inarg, &forget_one);
 366 }
 367
 368 /*
 369  * It is called from evict_inode() and by that time inode is going away. So
 370  * this function does not take any locks like fi->dax->sem for traversing
 371  * that fuse inode interval tree. If that lock is taken then lock validator
 372  * complains of deadlock situation w.r.t fs_reclaim lock.
 373  */
 374 void fuse_dax_inode_cleanup(struct inode *inode)
 375 {
 376         struct fuse_conn *fc = get_fuse_conn(inode);
 377         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
 378
 379         /*
 380          * fuse_evict_inode() has already called truncate_inode_pages_final()
 381          * before we arrive here. So we should not have to worry about any
 382          * pages/exception entries still associated with inode.
 383          */
 384         inode_reclaim_dmap_range(fc->dax, inode, 0, -1);
 385         WARN_ON(fi->dax->nr);
 386 }
 387
 388 static void fuse_fill_iomap_hole(struct iomap *iomap, loff_t length)
 389 {
 390         iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
 391         iomap->length = length;
 392         iomap->type = IOMAP_HOLE;
 393 }
 394
 395 static void fuse_fill_iomap(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
 396                             struct iomap *iomap, struct fuse_dax_mapping *dmap,
 397                             unsigned int flags)
 398 {
 399         loff_t offset, len;
 400         loff_t i_size = i_size_read(inode);
 401
 402         offset = pos - (dmap->itn.start << FUSE_DAX_SHIFT);
 403         len = min(length, dmap->length - offset);
 404
 405         /* If length is beyond end of file, truncate further */
 406         if (pos + len > i_size)
 407                 len = i_size - pos;
 408
 409         if (len > 0) {
 410                 iomap->addr = dmap->window_offset + offset;
 411                 iomap->length = len;
 412                 if (flags & IOMAP_FAULT)
 413                         iomap->length = ALIGN(len, PAGE_SIZE);
 414                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
 415                 /*
 416                  * increace refcnt so that reclaim code knows this dmap is in
 417                  * use. This assumes fi->dax->sem mutex is held either
 418                  * shared/exclusive.
 419                  */
 420                 refcount_inc(&dmap->refcnt);
 421
 422                 /* iomap->private should be NULL */
 423                 WARN_ON_ONCE(iomap->private);
 424                 iomap->private = dmap;
 425         } else {
 426                 /* Mapping beyond end of file is hole */
 427                 fuse_fill_iomap_hole(iomap, length);
 428         }
 429 }
 430
 431 static int fuse_setup_new_dax_mapping(struct inode *inode, loff_t pos,
 432                                       loff_t length, unsigned int flags,
 433                                       struct iomap *iomap)
 434 {
 435         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
 436         struct fuse_conn *fc = get_fuse_conn(inode);
 437         struct fuse_conn_dax *fcd = fc->dax;
 438         struct fuse_dax_mapping *dmap, *alloc_dmap = NULL;
 439         int ret;
 440         bool writable = flags & IOMAP_WRITE;
 441         unsigned long start_idx = pos >> FUSE_DAX_SHIFT;
 442         struct interval_tree_node *node;
 443
 444         /*
 445          * Can't do inline reclaim in fault path. We call
 446          * dax_layout_busy_page() before we free a range. And
 447          * fuse_wait_dax_page() drops mapping->invalidate_lock and requires it.
 448          * In fault path we enter with mapping->invalidate_lock held and can't
 449          * drop it. Also in fault path we hold mapping->invalidate_lock shared
 450          * and not exclusive, so that creates further issues with
 451          * fuse_wait_dax_page().  Hence return -EAGAIN and fuse_dax_fault()
 452          * will wait for a memory range to become free and retry.
 453          */
 454         if (flags & IOMAP_FAULT) {
 455                 alloc_dmap = alloc_dax_mapping(fcd);
 456                 if (!alloc_dmap)
 457                         return -EAGAIN;
 458         } else {
 459                 alloc_dmap = alloc_dax_mapping_reclaim(fcd, inode);
 460                 if (IS_ERR(alloc_dmap))
 461                         return PTR_ERR(alloc_dmap);
 462         }
 463
 464         /* If we are here, we should have memory allocated */
 465         if (WARN_ON(!alloc_dmap))
 466                 return -EIO;
 467
 468         /*
 469          * Take write lock so that only one caller can try to setup mapping
 470          * and other waits.
 471          */
 472         down_write(&fi->dax->sem);
 473         /*
 474          * We dropped lock. Check again if somebody else setup
 475          * mapping already.
 476          */
 477         node = interval_tree_iter_first(&fi->dax->tree, start_idx, start_idx);
 478         if (node) {
 479                 dmap = node_to_dmap(node);
 480                 fuse_fill_iomap(inode, pos, length, iomap, dmap, flags);
 481                 dmap_add_to_free_pool(fcd, alloc_dmap);
 482                 up_write(&fi->dax->sem);
 483                 return 0;
 484         }
 485
 486         /* Setup one mapping */
 487         ret = fuse_setup_one_mapping(inode, pos >> FUSE_DAX_SHIFT, alloc_dmap,
 488                                      writable, false);
 489         if (ret < 0) {
 490                 dmap_add_to_free_pool(fcd, alloc_dmap);
 491                 up_write(&fi->dax->sem);
 492                 return ret;
 493         }
 494         fuse_fill_iomap(inode, pos, length, iomap, alloc_dmap, flags);
 495         up_write(&fi->dax->sem);
 496         return 0;
 497 }
 498
 499 static int fuse_upgrade_dax_mapping(struct inode *inode, loff_t pos,
 500                                     loff_t length, unsigned int flags,
 501                                     struct iomap *iomap)
 502 {
 503         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
 504         struct fuse_dax_mapping *dmap;
 505         int ret;
 506         unsigned long idx = pos >> FUSE_DAX_SHIFT;
 507         struct interval_tree_node *node;
 508
 509         /*
 510          * Take exclusive lock so that only one caller can try to setup
 511          * mapping and others wait.
 512          */
 513         down_write(&fi->dax->sem);
 514         node = interval_tree_iter_first(&fi->dax->tree, idx, idx);
 515
 516         /* We are holding either inode lock or invalidate_lock, and that should
 517          * ensure that dmap can't be truncated. We are holding a reference
 518          * on dmap and that should make sure it can't be reclaimed. So dmap
 519          * should still be there in tree despite the fact we dropped and
 520          * re-acquired the fi->dax->sem lock.
 521          */
 522         ret = -EIO;
 523         if (WARN_ON(!node))
 524                 goto out_err;
 525
 526         dmap = node_to_dmap(node);
 527
 528         /* We took an extra reference on dmap to make sure its not reclaimd.
 529          * Now we hold fi->dax->sem lock and that reference is not needed
 530          * anymore. Drop it.
 531          */
 532         if (refcount_dec_and_test(&dmap->refcnt)) {
 533                 /* refcount should not hit 0. This object only goes
 534                  * away when fuse connection goes away
 535                  */
 536                 WARN_ON_ONCE(1);
 537         }
 538
 539         /* Maybe another thread already upgraded mapping while we were not
 540          * holding lock.
 541          */
 542         if (dmap->writable) {
 543                 ret = 0;
 544                 goto out_fill_iomap;
 545         }
 546
 547         ret = fuse_setup_one_mapping(inode, pos >> FUSE_DAX_SHIFT, dmap, true,
 548                                      true);
 549         if (ret < 0)
 550                 goto out_err;
 551 out_fill_iomap:
 552         fuse_fill_iomap(inode, pos, length, iomap, dmap, flags);
 553 out_err:
 554         up_write(&fi->dax->sem);
 555         return ret;
 556 }
 557
 558 /* This is just for DAX and the mapping is ephemeral, do not use it for other
 559  * purposes since there is no block device with a permanent mapping.
 560  */
 561 static int fuse_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
 562                             unsigned int flags, struct iomap *iomap,
 563                             struct iomap *srcmap)
 564 {
 565         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
 566         struct fuse_conn *fc = get_fuse_conn(inode);
 567         struct fuse_dax_mapping *dmap;
 568         bool writable = flags & IOMAP_WRITE;
 569         unsigned long start_idx = pos >> FUSE_DAX_SHIFT;
 570         struct interval_tree_node *node;
 571
 572         /* We don't support FIEMAP */
 573         if (WARN_ON(flags & IOMAP_REPORT))
 574                 return -EIO;
 575
 576         iomap->offset = pos;
 577         iomap->flags = 0;
 578         iomap->bdev = NULL;
 579         iomap->dax_dev = fc->dax->dev;
 580
 581         /*
 582          * Both read/write and mmap path can race here. So we need something
 583          * to make sure if we are setting up mapping, then other path waits
 584          *
 585          * For now, use a semaphore for this. It probably needs to be
 586          * optimized later.
 587          */
 588         down_read(&fi->dax->sem);
 589         node = interval_tree_iter_first(&fi->dax->tree, start_idx, start_idx);
 590         if (node) {
 591                 dmap = node_to_dmap(node);
 592                 if (writable && !dmap->writable) {
 593                         /* Upgrade read-only mapping to read-write. This will
 594                          * require exclusive fi->dax->sem lock as we don't want
 595                          * two threads to be trying to this simultaneously
 596                          * for same dmap. So drop shared lock and acquire
 597                          * exclusive lock.
 598                          *
 599                          * Before dropping fi->dax->sem lock, take reference
 600                          * on dmap so that its not freed by range reclaim.
 601                          */
 602                         refcount_inc(&dmap->refcnt);
 603                         up_read(&fi->dax->sem);
 604                         pr_debug("%s: Upgrading mapping at offset 0x%llx length 0x%llx\n",
 605                                  __func__, pos, length);
 606                         return fuse_upgrade_dax_mapping(inode, pos, length,
 607                                                         flags, iomap);
 608                 } else {
 609                         fuse_fill_iomap(inode, pos, length, iomap, dmap, flags);
 610                         up_read(&fi->dax->sem);
 611                         return 0;
 612                 }
 613         } else {
 614                 up_read(&fi->dax->sem);
 615                 pr_debug("%s: no mapping at offset 0x%llx length 0x%llx\n",
 616                                 __func__, pos, length);
 617                 if (pos >= i_size_read(inode))
 618                         goto iomap_hole;
 619
 620                 return fuse_setup_new_dax_mapping(inode, pos, length, flags,
 621                                                   iomap);
 622         }
 623
 624         /*
 625          * If read beyond end of file happens, fs code seems to return
 626          * it as hole
 627          */
 628 iomap_hole:
 629         fuse_fill_iomap_hole(iomap, length);
 630         pr_debug("%s returning hole mapping. pos=0x%llx length_asked=0x%llx length_returned=0x%llx\n",
 631                  __func__, pos, length, iomap->length);
 632         return 0;
 633 }
 634
 635 static int fuse_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
 636                           ssize_t written, unsigned int flags,
 637                           struct iomap *iomap)
 638 {
 639         struct fuse_dax_mapping *dmap = iomap->private;
 640
 641         if (dmap) {
 642                 if (refcount_dec_and_test(&dmap->refcnt)) {
 643                         /* refcount should not hit 0. This object only goes
 644                          * away when fuse connection goes away
 645                          */
 646                         WARN_ON_ONCE(1);
 647                 }
 648         }
 649
 650         /* DAX writes beyond end-of-file aren't handled using iomap, so the
 651          * file size is unchanged and there is nothing to do here.
 652          */
 653         return 0;
 654 }
 655
 656 static const struct iomap_ops fuse_iomap_ops = {
 657         .iomap_begin = fuse_iomap_begin,
 658         .iomap_end = fuse_iomap_end,
 659 };
 660
 661 static void fuse_wait_dax_page(struct inode *inode)
 662 {
 663         filemap_invalidate_unlock(inode->i_mapping);
 664         schedule();
 665         filemap_invalidate_lock(inode->i_mapping);
 666 }
 667
 668 /* Should be called with mapping->invalidate_lock held exclusively */
 669 static int __fuse_dax_break_layouts(struct inode *inode, bool *retry,
 670                                     loff_t start, loff_t end)
 671 {
 672         struct page *page;
 673
 674         page = dax_layout_busy_page_range(inode->i_mapping, start, end);
 675         if (!page)
 676                 return 0;
 677
 678         *retry = true;
 679         return ___wait_var_event(&page->_refcount,
 680                         atomic_read(&page->_refcount) == 1, TASK_INTERRUPTIBLE,
 681                         0, 0, fuse_wait_dax_page(inode));
 682 }
 683
 684 /* dmap_end == 0 leads to unmapping of whole file */
 685 int fuse_dax_break_layouts(struct inode *inode, u64 dmap_start,
 686                                   u64 dmap_end)
 687 {
 688         bool    retry;
 689         int     ret;
 690
 691         do {
 692                 retry = false;
 693                 ret = __fuse_dax_break_layouts(inode, &retry, dmap_start,
 694                                                dmap_end);
 695         } while (ret == 0 && retry);
 696
 697         return ret;
 698 }
 699
 700 ssize_t fuse_dax_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
 701 {
 702         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 703         ssize_t ret;
 704
 705         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 706                 if (!inode_trylock_shared(inode))
 707                         return -EAGAIN;
 708         } else {
 709                 inode_lock_shared(inode);
 710         }
 711
 712         ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &fuse_iomap_ops);
 713         inode_unlock_shared(inode);
 714
 715         /* TODO file_accessed(iocb->f_filp) */
 716         return ret;
 717 }
 718
 719 static bool file_extending_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
 720 {
 721         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 722
 723         return (iov_iter_rw(from) == WRITE &&
 724                 ((iocb->ki_pos) >= i_size_read(inode) ||
 725                   (iocb->ki_pos + iov_iter_count(from) > i_size_read(inode))));
 726 }
 727
 728 static ssize_t fuse_dax_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
 729 {
 730         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 731         struct fuse_io_priv io = FUSE_IO_PRIV_SYNC(iocb);
 732         ssize_t ret;
 733
 734         ret = fuse_direct_io(&io, from, &iocb->ki_pos, FUSE_DIO_WRITE);
 735
 736         fuse_write_update_attr(inode, iocb->ki_pos, ret);
 737         return ret;
 738 }
 739
 740 ssize_t fuse_dax_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
 741 {
 742         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 743         ssize_t ret;
 744
 745         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
 746                 if (!inode_trylock(inode))
 747                         return -EAGAIN;
 748         } else {
 749                 inode_lock(inode);
 750         }
 751
 752         ret = generic_write_checks(iocb, from);
 753         if (ret <= 0)
 754                 goto out;
 755
 756         ret = file_remove_privs(iocb->ki_filp);
 757         if (ret)
 758                 goto out;
 759         /* TODO file_update_time() but we don't want metadata I/O */
 760
 761         /* Do not use dax for file extending writes as write and on
 762          * disk i_size increase are not atomic otherwise.
 763          */
 764         if (file_extending_write(iocb, from))
 765                 ret = fuse_dax_direct_write(iocb, from);
 766         else
 767                 ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &fuse_iomap_ops);
 768
 769 out:
 770         inode_unlock(inode);
 771
 772         if (ret > 0)
 773                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 774         return ret;
 775 }
 776
 777 static int fuse_dax_writepages(struct address_space *mapping,
 778                                struct writeback_control *wbc)
 779 {
 780
 781         struct inode *inode = mapping->host;
 782         struct fuse_conn *fc = get_fuse_conn(inode);
 783
 784         return dax_writeback_mapping_range(mapping, fc->dax->dev, wbc);
 785 }
 786
 787 static vm_fault_t __fuse_dax_fault(struct vm_fault *vmf,
 788                                    enum page_entry_size pe_size, bool write)
 789 {
 790         vm_fault_t ret;
 791         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
 792         struct super_block *sb = inode->i_sb;
 793         pfn_t pfn;
 794         int error = 0;
 795         struct fuse_conn *fc = get_fuse_conn(inode);
 796         struct fuse_conn_dax *fcd = fc->dax;
 797         bool retry = false;
 798
 799         if (write)
 800                 sb_start_pagefault(sb);
 801 retry:
 802         if (retry && !(fcd->nr_free_ranges > 0))
 803                 wait_event(fcd->range_waitq, (fcd->nr_free_ranges > 0));
 804
 805         /*
 806          * We need to serialize against not only truncate but also against
 807          * fuse dax memory range reclaim. While a range is being reclaimed,
 808          * we do not want any read/write/mmap to make progress and try
 809          * to populate page cache or access memory we are trying to free.
 810          */
 811         filemap_invalidate_lock_shared(inode->i_mapping);
 812         ret = dax_iomap_fault(vmf, pe_size, &pfn, &error, &fuse_iomap_ops);
 813         if ((ret & VM_FAULT_ERROR) && error == -EAGAIN) {
 814                 error = 0;
 815                 retry = true;
 816                 filemap_invalidate_unlock_shared(inode->i_mapping);
 817                 goto retry;
 818         }
 819
 820         if (ret & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
 821                 ret = dax_finish_sync_fault(vmf, pe_size, pfn);
 822         filemap_invalidate_unlock_shared(inode->i_mapping);
 823
 824         if (write)
 825                 sb_end_pagefault(sb);
 826
 827         return ret;
 828 }
 829
 830 static vm_fault_t fuse_dax_fault(struct vm_fault *vmf)
 831 {
 832         return __fuse_dax_fault(vmf, PE_SIZE_PTE,
 833                                 vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE);
 834 }
 835
 836 static vm_fault_t fuse_dax_huge_fault(struct vm_fault *vmf,
 837                                enum page_entry_size pe_size)
 838 {
 839         return __fuse_dax_fault(vmf, pe_size, vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE);
 840 }
 841
 842 static vm_fault_t fuse_dax_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
 843 {
 844         return __fuse_dax_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
 845 }
 846
 847 static vm_fault_t fuse_dax_pfn_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
 848 {
 849         return __fuse_dax_fault(vmf, PE_SIZE_PTE, true);
 850 }
 851
 852 static const struct vm_operations_struct fuse_dax_vm_ops = {
 853         .fault          = fuse_dax_fault,
 854         .huge_fault     = fuse_dax_huge_fault,
 855         .page_mkwrite   = fuse_dax_page_mkwrite,
 856         .pfn_mkwrite    = fuse_dax_pfn_mkwrite,
 857 };
 858
 859 int fuse_dax_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 860 {
 861         file_accessed(file);
 862         vma->vm_ops = &fuse_dax_vm_ops;
 863         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
 864         return 0;
 865 }
 866
 867 static int dmap_writeback_invalidate(struct inode *inode,
 868                                      struct fuse_dax_mapping *dmap)
 869 {
 870         int ret;
 871         loff_t start_pos = dmap->itn.start << FUSE_DAX_SHIFT;
 872         loff_t end_pos = (start_pos + FUSE_DAX_SZ - 1);
 873
 874         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start_pos, end_pos);
 875         if (ret) {
 876                 pr_debug("fuse: filemap_fdatawrite_range() failed. err=%d start_pos=0x%llx, end_pos=0x%llx\n",
 877                          ret, start_pos, end_pos);
 878                 return ret;
 879         }
 880
 881         ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->i_mapping,
 882                                             start_pos >> PAGE_SHIFT,
 883                                             end_pos >> PAGE_SHIFT);
 884         if (ret)
 885                 pr_debug("fuse: invalidate_inode_pages2_range() failed err=%d\n",
 886                          ret);
 887
 888         return ret;
 889 }
 890
 891 static int reclaim_one_dmap_locked(struct inode *inode,
 892                                    struct fuse_dax_mapping *dmap)
 893 {
 894         int ret;
 895         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
 896
 897         /*
 898          * igrab() was done to make sure inode won't go under us, and this
 899          * further avoids the race with evict().
 900          */
 901         ret = dmap_writeback_invalidate(inode, dmap);
 902         if (ret)
 903                 return ret;
 904
 905         /* Remove dax mapping from inode interval tree now */
 906         interval_tree_remove(&dmap->itn, &fi->dax->tree);
 907         fi->dax->nr--;
 908
 909         /* It is possible that umount/shutdown has killed the fuse connection
 910          * and worker thread is trying to reclaim memory in parallel.  Don't
 911          * warn in that case.
 912          */
 913         ret = dmap_removemapping_one(inode, dmap);
 914         if (ret && ret != -ENOTCONN) {
 915                 pr_warn("Failed to remove mapping. offset=0x%llx len=0x%llx ret=%d\n",
 916                         dmap->window_offset, dmap->length, ret);
 917         }
 918         return 0;
 919 }
 920
 921 /* Find first mapped dmap for an inode and return file offset. Caller needs
 922  * to hold fi->dax->sem lock either shared or exclusive.
 923  */
 924 static struct fuse_dax_mapping *inode_lookup_first_dmap(struct inode *inode)
 925 {
 926         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
 927         struct fuse_dax_mapping *dmap;
 928         struct interval_tree_node *node;
 929
 930         for (node = interval_tree_iter_first(&fi->dax->tree, 0, -1); node;
 931              node = interval_tree_iter_next(node, 0, -1)) {
 932                 dmap = node_to_dmap(node);
 933                 /* still in use. */
 934                 if (refcount_read(&dmap->refcnt) > 1)
 935                         continue;
 936
 937                 return dmap;
 938         }
 939
 940         return NULL;
 941 }
 942
 943 /*
 944  * Find first mapping in the tree and free it and return it. Do not add
 945  * it back to free pool.
 946  */
 947 static struct fuse_dax_mapping *
 948 inode_inline_reclaim_one_dmap(struct fuse_conn_dax *fcd, struct inode *inode,
 949                               bool *retry)
 950 {
 951         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
 952         struct fuse_dax_mapping *dmap;
 953         u64 dmap_start, dmap_end;
 954         unsigned long start_idx;
 955         int ret;
 956         struct interval_tree_node *node;
 957
 958         filemap_invalidate_lock(inode->i_mapping);
 959
 960         /* Lookup a dmap and corresponding file offset to reclaim. */
 961         down_read(&fi->dax->sem);
 962         dmap = inode_lookup_first_dmap(inode);
 963         if (dmap) {
 964                 start_idx = dmap->itn.start;
 965                 dmap_start = start_idx << FUSE_DAX_SHIFT;
 966                 dmap_end = dmap_start + FUSE_DAX_SZ - 1;
 967         }
 968         up_read(&fi->dax->sem);
 969
 970         if (!dmap)
 971                 goto out_mmap_sem;
 972         /*
 973          * Make sure there are no references to inode pages using
 974          * get_user_pages()
 975          */
 976         ret = fuse_dax_break_layouts(inode, dmap_start, dmap_end);
 977         if (ret) {
 978                 pr_debug("fuse: fuse_dax_break_layouts() failed. err=%d\n",
 979                          ret);
 980                 dmap = ERR_PTR(ret);
 981                 goto out_mmap_sem;
 982         }
 983
 984         down_write(&fi->dax->sem);
 985         node = interval_tree_iter_first(&fi->dax->tree, start_idx, start_idx);
 986         /* Range already got reclaimed by somebody else */
 987         if (!node) {
 988                 if (retry)
 989                         *retry = true;
 990                 goto out_write_dmap_sem;
 991         }
 992
 993         dmap = node_to_dmap(node);
 994         /* still in use. */
 995         if (refcount_read(&dmap->refcnt) > 1) {
 996                 dmap = NULL;
 997                 if (retry)
 998                         *retry = true;
 999                 goto out_write_dmap_sem;
1000         }
1001
1002         ret = reclaim_one_dmap_locked(inode, dmap);
1003         if (ret < 0) {
1004                 dmap = ERR_PTR(ret);
1005                 goto out_write_dmap_sem;
1006         }
1007
1008         /* Clean up dmap. Do not add back to free list */
1009         dmap_remove_busy_list(fcd, dmap);
1010         dmap->inode = NULL;
1011         dmap->itn.start = dmap->itn.last = 0;
1012
1013         pr_debug("fuse: %s: inline reclaimed memory range. inode=%p, window_offset=0x%llx, length=0x%llx\n",
1014                  __func__, inode, dmap->window_offset, dmap->length);
1015
1016 out_write_dmap_sem:
1017         up_write(&fi->dax->sem);
1018 out_mmap_sem:
1019         filemap_invalidate_unlock(inode->i_mapping);
1020         return dmap;
1021 }
1022
1023 static struct fuse_dax_mapping *
1024 alloc_dax_mapping_reclaim(struct fuse_conn_dax *fcd, struct inode *inode)
1025 {
1026         struct fuse_dax_mapping *dmap;
1027         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
1028
1029         while (1) {
1030                 bool retry = false;
1031
1032                 dmap = alloc_dax_mapping(fcd);
1033                 if (dmap)
1034                         return dmap;
1035
1036                 dmap = inode_inline_reclaim_one_dmap(fcd, inode, &retry);
1037                 /*
1038                  * Either we got a mapping or it is an error, return in both
1039                  * the cases.
1040                  */
1041                 if (dmap)
1042                         return dmap;
1043
1044                 /* If we could not reclaim a mapping because it
1045                  * had a reference or some other temporary failure,
1046                  * Try again. We want to give up inline reclaim only
1047                  * if there is no range assigned to this node. Otherwise
1048                  * if a deadlock is possible if we sleep with
1049                  * mapping->invalidate_lock held and worker to free memory
1050                  * can't make progress due to unavailability of
1051                  * mapping->invalidate_lock.  So sleep only if fi->dax->nr=0
1052                  */
1053                 if (retry)
1054                         continue;
1055                 /*
1056                  * There are no mappings which can be reclaimed. Wait for one.
1057                  * We are not holding fi->dax->sem. So it is possible
1058                  * that range gets added now. But as we are not holding
1059                  * mapping->invalidate_lock, worker should still be able to
1060                  * free up a range and wake us up.
1061                  */
1062                 if (!fi->dax->nr && !(fcd->nr_free_ranges > 0)) {
1063                         if (wait_event_killable_exclusive(fcd->range_waitq,
1064                                         (fcd->nr_free_ranges > 0))) {
1065                                 return ERR_PTR(-EINTR);
1066                         }
1067                 }
1068         }
1069 }
1070
1071 static int lookup_and_reclaim_dmap_locked(struct fuse_conn_dax *fcd,
1072                                           struct inode *inode,
1073                                           unsigned long start_idx)
1074 {
1075         int ret;
1076         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
1077         struct fuse_dax_mapping *dmap;
1078         struct interval_tree_node *node;
1079
1080         /* Find fuse dax mapping at file offset inode. */
1081         node = interval_tree_iter_first(&fi->dax->tree, start_idx, start_idx);
1082
1083         /* Range already got cleaned up by somebody else */
1084         if (!node)
1085                 return 0;
1086         dmap = node_to_dmap(node);
1087
1088         /* still in use. */
1089         if (refcount_read(&dmap->refcnt) > 1)
1090                 return 0;
1091
1092         ret = reclaim_one_dmap_locked(inode, dmap);
1093         if (ret < 0)
1094                 return ret;
1095
1096         /* Cleanup dmap entry and add back to free list */
1097         spin_lock(&fcd->lock);
1098         dmap_reinit_add_to_free_pool(fcd, dmap);
1099         spin_unlock(&fcd->lock);
1100         return ret;
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Free a range of memory.
1105  * Locking:
1106  * 1. Take mapping->invalidate_lock to block dax faults.
1107  * 2. Take fi->dax->sem to protect interval tree and also to make sure
1108  *    read/write can not reuse a dmap which we might be freeing.
1109  */
1110 static int lookup_and_reclaim_dmap(struct fuse_conn_dax *fcd,
1111                                    struct inode *inode,
1112                                    unsigned long start_idx,
1113                                    unsigned long end_idx)
1114 {
1115         int ret;
1116         struct fuse_inode *fi = get_fuse_inode(inode);
1117         loff_t dmap_start = start_idx << FUSE_DAX_SHIFT;
1118         loff_t dmap_end = (dmap_start + FUSE_DAX_SZ) - 1;
1119
1120         filemap_invalidate_lock(inode->i_mapping);
1121         ret = fuse_dax_break_layouts(inode, dmap_start, dmap_end);
1122         if (ret) {
1123                 pr_debug("virtio_fs: fuse_dax_break_layouts() failed. err=%d\n",
1124                          ret);
1125                 goto out_mmap_sem;
1126         }
1127
1128         down_write(&fi->dax->sem);
1129         ret = lookup_and_reclaim_dmap_locked(fcd, inode, start_idx);
1130         up_write(&fi->dax->sem);
1131 out_mmap_sem:
1132         filemap_invalidate_unlock(inode->i_mapping);
1133         return ret;
1134 }
1135
1136 static int try_to_free_dmap_chunks(struct fuse_conn_dax *fcd,
1137                                    unsigned long nr_to_free)
1138 {
1139         struct fuse_dax_mapping *dmap, *pos, *temp;
1140         int ret, nr_freed = 0;
1141         unsigned long start_idx = 0, end_idx = 0;
1142         struct inode *inode = NULL;
1143
1144         /* Pick first busy range and free it for now*/
1145         while (1) {
1146                 if (nr_freed >= nr_to_free)
1147                         break;
1148
1149                 dmap = NULL;
1150                 spin_lock(&fcd->lock);
1151
1152                 if (!fcd->nr_busy_ranges) {
1153                         spin_unlock(&fcd->lock);
1154                         return 0;
1155                 }
1156
1157                 list_for_each_entry_safe(pos, temp, &fcd->busy_ranges,
1158                                                 busy_list) {
1159                         /* skip this range if it's in use. */
1160                         if (refcount_read(&pos->refcnt) > 1)
1161                                 continue;
1162
1163                         inode = igrab(pos->inode);
1164                         /*
1165                          * This inode is going away. That will free
1166                          * up all the ranges anyway, continue to
1167                          * next range.
1168                          */
1169                         if (!inode)
1170                                 continue;
1171                         /*
1172                          * Take this element off list and add it tail. If
1173                          * this element can't be freed, it will help with
1174                          * selecting new element in next iteration of loop.
1175                          */
1176                         dmap = pos;
1177                         list_move_tail(&dmap->busy_list, &fcd->busy_ranges);
1178                         start_idx = end_idx = dmap->itn.start;
1179                         break;
1180                 }
1181                 spin_unlock(&fcd->lock);
1182                 if (!dmap)
1183                         return 0;
1184
1185                 ret = lookup_and_reclaim_dmap(fcd, inode, start_idx, end_idx);
1186                 iput(inode);
1187                 if (ret)
1188                         return ret;
1189                 nr_freed++;
1190         }
1191         return 0;
1192 }
1193
1194 static void fuse_dax_free_mem_worker(struct work_struct *work)
1195 {
1196         int ret;
1197         struct fuse_conn_dax *fcd = container_of(work, struct fuse_conn_dax,
1198                                                  free_work.work);
1199         ret = try_to_free_dmap_chunks(fcd, FUSE_DAX_RECLAIM_CHUNK);
1200         if (ret) {
1201                 pr_debug("fuse: try_to_free_dmap_chunks() failed with err=%d\n",
1202                          ret);
1203         }
1204
1205         /* If number of free ranges are still below threshold, requeue */
1206         kick_dmap_free_worker(fcd, 1);
1207 }
1208
1209 static void fuse_free_dax_mem_ranges(struct list_head *mem_list)
1210 {
1211         struct fuse_dax_mapping *range, *temp;
1212
1213         /* Free All allocated elements */
1214         list_for_each_entry_safe(range, temp, mem_list, list) {
1215                 list_del(&range->list);
1216                 if (!list_empty(&range->busy_list))
1217                         list_del(&range->busy_list);
1218                 kfree(range);
1219         }
1220 }
1221
1222 void fuse_dax_conn_free(struct fuse_conn *fc)
1223 {
1224         if (fc->dax) {
1225                 fuse_free_dax_mem_ranges(&fc->dax->free_ranges);
1226                 kfree(fc->dax);
1227         }
1228 }
1229
1230 static int fuse_dax_mem_range_init(struct fuse_conn_dax *fcd)
1231 {
1232         long nr_pages, nr_ranges;
1233         struct fuse_dax_mapping *range;
1234         int ret, id;
1235         size_t dax_size = -1;
1236         unsigned long i;
1237
1238         init_waitqueue_head(&fcd->range_waitq);
1239         INIT_LIST_HEAD(&fcd->free_ranges);
1240         INIT_LIST_HEAD(&fcd->busy_ranges);
1241         INIT_DELAYED_WORK(&fcd->free_work, fuse_dax_free_mem_worker);
1242
1243         id = dax_read_lock();
1244         nr_pages = dax_direct_access(fcd->dev, 0, PHYS_PFN(dax_size),
1245                         DAX_ACCESS, NULL, NULL);
1246         dax_read_unlock(id);
1247         if (nr_pages < 0) {
1248                 pr_debug("dax_direct_access() returned %ld\n", nr_pages);
1249                 return nr_pages;
1250         }
1251
1252         nr_ranges = nr_pages/FUSE_DAX_PAGES;
1253         pr_debug("%s: dax mapped %ld pages. nr_ranges=%ld\n",
1254                 __func__, nr_pages, nr_ranges);
1255
1256         for (i = 0; i < nr_ranges; i++) {
1257                 range = kzalloc(sizeof(struct fuse_dax_mapping), GFP_KERNEL);
1258                 ret = -ENOMEM;
1259                 if (!range)
1260                         goto out_err;
1261
1262                 /* TODO: This offset only works if virtio-fs driver is not
1263                  * having some memory hidden at the beginning. This needs
1264                  * better handling
1265                  */
1266                 range->window_offset = i * FUSE_DAX_SZ;
1267                 range->length = FUSE_DAX_SZ;
1268                 INIT_LIST_HEAD(&range->busy_list);
1269                 refcount_set(&range->refcnt, 1);
1270                 list_add_tail(&range->list, &fcd->free_ranges);
1271         }
1272
1273         fcd->nr_free_ranges = nr_ranges;
1274         fcd->nr_ranges = nr_ranges;
1275         return 0;
1276 out_err:
1277         /* Free All allocated elements */
1278         fuse_free_dax_mem_ranges(&fcd->free_ranges);
1279         return ret;
1280 }
1281
1282 int fuse_dax_conn_alloc(struct fuse_conn *fc, enum fuse_dax_mode dax_mode,
1283                         struct dax_device *dax_dev)
1284 {
1285         struct fuse_conn_dax *fcd;
1286         int err;
1287
1288         fc->dax_mode = dax_mode;
1289
1290         if (!dax_dev)
1291                 return 0;
1292
1293         fcd = kzalloc(sizeof(*fcd), GFP_KERNEL);
1294         if (!fcd)
1295                 return -ENOMEM;
1296
1297         spin_lock_init(&fcd->lock);
1298         fcd->dev = dax_dev;
1299         err = fuse_dax_mem_range_init(fcd);
1300         if (err) {
1301                 kfree(fcd);
1302                 return err;
1303         }
1304
1305         fc->dax = fcd;
1306         return 0;
1307 }
1308
1309 bool fuse_dax_inode_alloc(struct super_block *sb, struct fuse_inode *fi)
1310 {
1311         struct fuse_conn *fc = get_fuse_conn_super(sb);
1312
1313         fi->dax = NULL;
1314         if (fc->dax) {
1315                 fi->dax = kzalloc(sizeof(*fi->dax), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
1316                 if (!fi->dax)
1317                         return false;
1318
1319                 init_rwsem(&fi->dax->sem);
1320                 fi->dax->tree = RB_ROOT_CACHED;
1321         }
1322
1323         return true;
1324 }
1325
1326 static const struct address_space_operations fuse_dax_file_aops  = {
1327         .writepages     = fuse_dax_writepages,
1328         .direct_IO      = noop_direct_IO,
1329         .dirty_folio    = noop_dirty_folio,
1330 };
1331
1332 static bool fuse_should_enable_dax(struct inode *inode, unsigned int flags)
1333 {
1334         struct fuse_conn *fc = get_fuse_conn(inode);
1335         enum fuse_dax_mode dax_mode = fc->dax_mode;
1336
1337         if (dax_mode == FUSE_DAX_NEVER)
1338                 return false;
1339
1340         /*
1341          * fc->dax may be NULL in 'inode' mode when filesystem device doesn't
1342          * support DAX, in which case it will silently fallback to 'never' mode.
1343          */
1344         if (!fc->dax)
1345                 return false;
1346
1347         if (dax_mode == FUSE_DAX_ALWAYS)
1348                 return true;
1349
1350         /* dax_mode is FUSE_DAX_INODE* */
1351         return fc->inode_dax && (flags & FUSE_ATTR_DAX);
1352 }
1353
1354 void fuse_dax_inode_init(struct inode *inode, unsigned int flags)
1355 {
1356         if (!fuse_should_enable_dax(inode, flags))
1357                 return;
1358
1359         inode->i_flags |= S_DAX;
1360         inode->i_data.a_ops = &fuse_dax_file_aops;
1361 }
1362
1363 void fuse_dax_dontcache(struct inode *inode, unsigned int flags)
1364 {
1365         struct fuse_conn *fc = get_fuse_conn(inode);
1366
1367         if (fuse_is_inode_dax_mode(fc->dax_mode) &&
1368             ((bool) IS_DAX(inode) != (bool) (flags & FUSE_ATTR_DAX)))
1369                 d_mark_dontcache(inode);
1370 }
1371
1372 bool fuse_dax_check_alignment(struct fuse_conn *fc, unsigned int map_alignment)
1373 {
1374         if (fc->dax && (map_alignment > FUSE_DAX_SHIFT)) {
1375                 pr_warn("FUSE: map_alignment %u incompatible with dax mem range size %u\n",
1376                         map_alignment, FUSE_DAX_SZ);
1377                 return false;
1378         }
1379         return true;
1380 }
1381
1382 void fuse_dax_cancel_work(struct fuse_conn *fc)
1383 {
1384         struct fuse_conn_dax *fcd = fc->dax;
1385
1386         if (fcd)
1387                 cancel_delayed_work_sync(&fcd->free_work);
1388
1389 }
1390 EXPORT_SYMBOL_GPL(fuse_dax_cancel_work);