kernel/fs/dax.c

   1 /*
   2  * fs/dax.c - Direct Access filesystem code
   3  * Copyright (c) 2013-2014 Intel Corporation
   4  * Author: Matthew Wilcox <matthew.r.wilcox@intel.com>
   5  * Author: Ross Zwisler <ross.zwisler@linux.intel.com>
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   8  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
   9  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
  12  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  13  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  14  * more details.
  15  */
  16
  17 #include <linux/atomic.h>
  18 #include <linux/blkdev.h>
  19 #include <linux/buffer_head.h>
  20 #include <linux/dax.h>
  21 #include <linux/fs.h>
  22 #include <linux/genhd.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/memcontrol.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/mutex.h>
  27 #include <linux/pmem.h>
  28 #include <linux/sched.h>
  29 #include <linux/uio.h>
  30 #include <linux/vmstat.h>
  31
  32 /*
  33  * dax_clear_blocks() is called from within transaction context from XFS,
  34  * and hence this means the stack from this point must follow GFP_NOFS
  35  * semantics for all operations.
  36  */
  37 int dax_clear_blocks(struct inode *inode, sector_t block, long size)
  38 {
  39         struct block_device *bdev = inode->i_sb->s_bdev;
  40         sector_t sector = block << (inode->i_blkbits - 9);
  41
  42         might_sleep();
  43         do {
  44                 void __pmem *addr;
  45                 unsigned long pfn;
  46                 long count;
  47
  48                 count = bdev_direct_access(bdev, sector, &addr, &pfn, size);
  49                 if (count < 0)
  50                         return count;
  51                 BUG_ON(size < count);
  52                 while (count > 0) {
  53                         unsigned pgsz = PAGE_SIZE - offset_in_page(addr);
  54                         if (pgsz > count)
  55                                 pgsz = count;
  56                         clear_pmem(addr, pgsz);
  57                         addr += pgsz;
  58                         size -= pgsz;
  59                         count -= pgsz;
  60                         BUG_ON(pgsz & 511);
  61                         sector += pgsz / 512;
  62                         cond_resched();
  63                 }
  64         } while (size);
  65
  66         wmb_pmem();
  67         return 0;
  68 }
  69 EXPORT_SYMBOL_GPL(dax_clear_blocks);
  70
  71 static long dax_get_addr(struct buffer_head *bh, void __pmem **addr,
  72                 unsigned blkbits)
  73 {
  74         unsigned long pfn;
  75         sector_t sector = bh->b_blocknr << (blkbits - 9);
  76         return bdev_direct_access(bh->b_bdev, sector, addr, &pfn, bh->b_size);
  77 }
  78
  79 /* the clear_pmem() calls are ordered by a wmb_pmem() in the caller */
  80 static void dax_new_buf(void __pmem *addr, unsigned size, unsigned first,
  81                 loff_t pos, loff_t end)
  82 {
  83         loff_t final = end - pos + first; /* The final byte of the buffer */
  84
  85         if (first > 0)
  86                 clear_pmem(addr, first);
  87         if (final < size)
  88                 clear_pmem(addr + final, size - final);
  89 }
  90
  91 static bool buffer_written(struct buffer_head *bh)
  92 {
  93         return buffer_mapped(bh) && !buffer_unwritten(bh);
  94 }
  95
  96 /*
  97  * When ext4 encounters a hole, it returns without modifying the buffer_head
  98  * which means that we can't trust b_size.  To cope with this, we set b_state
  99  * to 0 before calling get_block and, if any bit is set, we know we can trust
 100  * b_size.  Unfortunate, really, since ext4 knows precisely how long a hole is
 101  * and would save us time calling get_block repeatedly.
 102  */
 103 static bool buffer_size_valid(struct buffer_head *bh)
 104 {
 105         return bh->b_state != 0;
 106 }
 107
 108 static ssize_t dax_io(struct inode *inode, struct iov_iter *iter,
 109                       loff_t start, loff_t end, get_block_t get_block,
 110                       struct buffer_head *bh)
 111 {
 112         ssize_t retval = 0;
 113         loff_t pos = start;
 114         loff_t max = start;
 115         loff_t bh_max = start;
 116         void __pmem *addr;
 117         bool hole = false;
 118         bool need_wmb = false;
 119
 120         if (iov_iter_rw(iter) != WRITE)
 121                 end = min(end, i_size_read(inode));
 122
 123         while (pos < end) {
 124                 size_t len;
 125                 if (pos == max) {
 126                         unsigned blkbits = inode->i_blkbits;
 127                         long page = pos >> PAGE_SHIFT;
 128                         sector_t block = page << (PAGE_SHIFT - blkbits);
 129                         unsigned first = pos - (block << blkbits);
 130                         long size;
 131
 132                         if (pos == bh_max) {
 133                                 bh->b_size = PAGE_ALIGN(end - pos);
 134                                 bh->b_state = 0;
 135                                 retval = get_block(inode, block, bh,
 136                                                    iov_iter_rw(iter) == WRITE);
 137                                 if (retval)
 138                                         break;
 139                                 if (!buffer_size_valid(bh))
 140                                         bh->b_size = 1 << blkbits;
 141                                 bh_max = pos - first + bh->b_size;
 142                         } else {
 143                                 unsigned done = bh->b_size -
 144                                                 (bh_max - (pos - first));
 145                                 bh->b_blocknr += done >> blkbits;
 146                                 bh->b_size -= done;
 147                         }
 148
 149                         hole = iov_iter_rw(iter) != WRITE && !buffer_written(bh);
 150                         if (hole) {
 151                                 addr = NULL;
 152                                 size = bh->b_size - first;
 153                         } else {
 154                                 retval = dax_get_addr(bh, &addr, blkbits);
 155                                 if (retval < 0)
 156                                         break;
 157                                 if (buffer_unwritten(bh) || buffer_new(bh)) {
 158                                         dax_new_buf(addr, retval, first, pos,
 159                                                                         end);
 160                                         need_wmb = true;
 161                                 }
 162                                 addr += first;
 163                                 size = retval - first;
 164                         }
 165                         max = min(pos + size, end);
 166                 }
 167
 168                 if (iov_iter_rw(iter) == WRITE) {
 169                         len = copy_from_iter_pmem(addr, max - pos, iter);
 170                         need_wmb = true;
 171                 } else if (!hole)
 172                         len = copy_to_iter((void __force *)addr, max - pos,
 173                                         iter);
 174                 else
 175                         len = iov_iter_zero(max - pos, iter);
 176
 177                 if (!len) {
 178                         retval = -EFAULT;
 179                         break;
 180                 }
 181
 182                 pos += len;
 183                 addr += len;
 184         }
 185
 186         if (need_wmb)
 187                 wmb_pmem();
 188
 189         return (pos == start) ? retval : pos - start;
 190 }
 191
 192 /**
 193  * dax_do_io - Perform I/O to a DAX file
 194  * @iocb: The control block for this I/O
 195  * @inode: The file which the I/O is directed at
 196  * @iter: The addresses to do I/O from or to
 197  * @pos: The file offset where the I/O starts
 198  * @get_block: The filesystem method used to translate file offsets to blocks
 199  * @end_io: A filesystem callback for I/O completion
 200  * @flags: See below
 201  *
 202  * This function uses the same locking scheme as do_blockdev_direct_IO:
 203  * If @flags has DIO_LOCKING set, we assume that the i_mutex is held by the
 204  * caller for writes.  For reads, we take and release the i_mutex ourselves.
 205  * If DIO_LOCKING is not set, the filesystem takes care of its own locking.
 206  * As with do_blockdev_direct_IO(), we increment i_dio_count while the I/O
 207  * is in progress.
 208  */
 209 ssize_t dax_do_io(struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
 210                   struct iov_iter *iter, loff_t pos, get_block_t get_block,
 211                   dio_iodone_t end_io, int flags)
 212 {
 213         struct buffer_head bh;
 214         ssize_t retval = -EINVAL;
 215         loff_t end = pos + iov_iter_count(iter);
 216
 217         memset(&bh, 0, sizeof(bh));
 218
 219         if ((flags & DIO_LOCKING) && iov_iter_rw(iter) == READ) {
 220                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 221                 mutex_lock(&inode->i_mutex);
 222                 retval = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, end - 1);
 223                 if (retval) {
 224                         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 225                         goto out;
 226                 }
 227         }
 228
 229         /* Protects against truncate */
 230         if (!(flags & DIO_SKIP_DIO_COUNT))
 231                 inode_dio_begin(inode);
 232
 233         retval = dax_io(inode, iter, pos, end, get_block, &bh);
 234
 235         if ((flags & DIO_LOCKING) && iov_iter_rw(iter) == READ)
 236                 mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 237
 238         if ((retval > 0) && end_io)
 239                 end_io(iocb, pos, retval, bh.b_private);
 240
 241         if (!(flags & DIO_SKIP_DIO_COUNT))
 242                 inode_dio_end(inode);
 243  out:
 244         return retval;
 245 }
 246 EXPORT_SYMBOL_GPL(dax_do_io);
 247
 248 /*
 249  * The user has performed a load from a hole in the file.  Allocating
 250  * a new page in the file would cause excessive storage usage for
 251  * workloads with sparse files.  We allocate a page cache page instead.
 252  * We'll kick it out of the page cache if it's ever written to,
 253  * otherwise it will simply fall out of the page cache under memory
 254  * pressure without ever having been dirtied.
 255  */
 256 static int dax_load_hole(struct address_space *mapping, struct page *page,
 257                                                         struct vm_fault *vmf)
 258 {
 259         unsigned long size;
 260         struct inode *inode = mapping->host;
 261         if (!page)
 262                 page = find_or_create_page(mapping, vmf->pgoff,
 263                                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
 264         if (!page)
 265                 return VM_FAULT_OOM;
 266         /* Recheck i_size under page lock to avoid truncate race */
 267         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 268         if (vmf->pgoff >= size) {
 269                 unlock_page(page);
 270                 page_cache_release(page);
 271                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 272         }
 273
 274         vmf->page = page;
 275         return VM_FAULT_LOCKED;
 276 }
 277
 278 static int copy_user_bh(struct page *to, struct buffer_head *bh,
 279                         unsigned blkbits, unsigned long vaddr)
 280 {
 281         void __pmem *vfrom;
 282         void *vto;
 283
 284         if (dax_get_addr(bh, &vfrom, blkbits) < 0)
 285                 return -EIO;
 286         vto = kmap_atomic(to);
 287         copy_user_page(vto, (void __force *)vfrom, vaddr, to);
 288         kunmap_atomic(vto);
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 static int dax_insert_mapping(struct inode *inode, struct buffer_head *bh,
 293                         struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 294 {
 295         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 296         sector_t sector = bh->b_blocknr << (inode->i_blkbits - 9);
 297         unsigned long vaddr = (unsigned long)vmf->virtual_address;
 298         void __pmem *addr;
 299         unsigned long pfn;
 300         pgoff_t size;
 301         int error;
 302
 303         i_mmap_lock_read(mapping);
 304
 305         /*
 306          * Check truncate didn't happen while we were allocating a block.
 307          * If it did, this block may or may not be still allocated to the
 308          * file.  We can't tell the filesystem to free it because we can't
 309          * take i_mutex here.  In the worst case, the file still has blocks
 310          * allocated past the end of the file.
 311          */
 312         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 313         if (unlikely(vmf->pgoff >= size)) {
 314                 error = -EIO;
 315                 goto out;
 316         }
 317
 318         error = bdev_direct_access(bh->b_bdev, sector, &addr, &pfn, bh->b_size);
 319         if (error < 0)
 320                 goto out;
 321         if (error < PAGE_SIZE) {
 322                 error = -EIO;
 323                 goto out;
 324         }
 325
 326         if (buffer_unwritten(bh) || buffer_new(bh)) {
 327                 clear_pmem(addr, PAGE_SIZE);
 328                 wmb_pmem();
 329         }
 330
 331         error = vm_insert_mixed(vma, vaddr, pfn);
 332
 333  out:
 334         i_mmap_unlock_read(mapping);
 335
 336         return error;
 337 }
 338
 339 /**
 340  * __dax_fault - handle a page fault on a DAX file
 341  * @vma: The virtual memory area where the fault occurred
 342  * @vmf: The description of the fault
 343  * @get_block: The filesystem method used to translate file offsets to blocks
 344  * @complete_unwritten: The filesystem method used to convert unwritten blocks
 345  *      to written so the data written to them is exposed. This is required for
 346  *      required by write faults for filesystems that will return unwritten
 347  *      extent mappings from @get_block, but it is optional for reads as
 348  *      dax_insert_mapping() will always zero unwritten blocks. If the fs does
 349  *      not support unwritten extents, the it should pass NULL.
 350  *
 351  * When a page fault occurs, filesystems may call this helper in their
 352  * fault handler for DAX files. __dax_fault() assumes the caller has done all
 353  * the necessary locking for the page fault to proceed successfully.
 354  */
 355 int __dax_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf,
 356                         get_block_t get_block, dax_iodone_t complete_unwritten)
 357 {
 358         struct file *file = vma->vm_file;
 359         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 360         struct inode *inode = mapping->host;
 361         struct page *page;
 362         struct buffer_head bh;
 363         unsigned long vaddr = (unsigned long)vmf->virtual_address;
 364         unsigned blkbits = inode->i_blkbits;
 365         sector_t block;
 366         pgoff_t size;
 367         int error;
 368         int major = 0;
 369
 370         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 371         if (vmf->pgoff >= size)
 372                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 373
 374         memset(&bh, 0, sizeof(bh));
 375         block = (sector_t)vmf->pgoff << (PAGE_SHIFT - blkbits);
 376         bh.b_size = PAGE_SIZE;
 377
 378  repeat:
 379         page = find_get_page(mapping, vmf->pgoff);
 380         if (page) {
 381                 if (!lock_page_or_retry(page, vma->vm_mm, vmf->flags)) {
 382                         page_cache_release(page);
 383                         return VM_FAULT_RETRY;
 384                 }
 385                 if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
 386                         unlock_page(page);
 387                         page_cache_release(page);
 388                         goto repeat;
 389                 }
 390                 size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 391                 if (unlikely(vmf->pgoff >= size)) {
 392                         /*
 393                          * We have a struct page covering a hole in the file
 394                          * from a read fault and we've raced with a truncate
 395                          */
 396                         error = -EIO;
 397                         goto unlock_page;
 398                 }
 399         }
 400
 401         error = get_block(inode, block, &bh, 0);
 402         if (!error && (bh.b_size < PAGE_SIZE))
 403                 error = -EIO;           /* fs corruption? */
 404         if (error)
 405                 goto unlock_page;
 406
 407         if (!buffer_mapped(&bh) && !buffer_unwritten(&bh) && !vmf->cow_page) {
 408                 if (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) {
 409                         error = get_block(inode, block, &bh, 1);
 410                         count_vm_event(PGMAJFAULT);
 411                         mem_cgroup_count_vm_event(vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
 412                         major = VM_FAULT_MAJOR;
 413                         if (!error && (bh.b_size < PAGE_SIZE))
 414                                 error = -EIO;
 415                         if (error)
 416                                 goto unlock_page;
 417                 } else {
 418                         return dax_load_hole(mapping, page, vmf);
 419                 }
 420         }
 421
 422         if (vmf->cow_page) {
 423                 struct page *new_page = vmf->cow_page;
 424                 if (buffer_written(&bh))
 425                         error = copy_user_bh(new_page, &bh, blkbits, vaddr);
 426                 else
 427                         clear_user_highpage(new_page, vaddr);
 428                 if (error)
 429                         goto unlock_page;
 430                 vmf->page = page;
 431                 if (!page) {
 432                         i_mmap_lock_read(mapping);
 433                         /* Check we didn't race with truncate */
 434                         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >>
 435                                                                 PAGE_SHIFT;
 436                         if (vmf->pgoff >= size) {
 437                                 i_mmap_unlock_read(mapping);
 438                                 error = -EIO;
 439                                 goto out;
 440                         }
 441                 }
 442                 return VM_FAULT_LOCKED;
 443         }
 444
 445         /* Check we didn't race with a read fault installing a new page */
 446         if (!page && major)
 447                 page = find_lock_page(mapping, vmf->pgoff);
 448
 449         if (page) {
 450                 unmap_mapping_range(mapping, vmf->pgoff << PAGE_SHIFT,
 451                                                         PAGE_CACHE_SIZE, 0);
 452                 delete_from_page_cache(page);
 453                 unlock_page(page);
 454                 page_cache_release(page);
 455         }
 456
 457         /*
 458          * If we successfully insert the new mapping over an unwritten extent,
 459          * we need to ensure we convert the unwritten extent. If there is an
 460          * error inserting the mapping, the filesystem needs to leave it as
 461          * unwritten to prevent exposure of the stale underlying data to
 462          * userspace, but we still need to call the completion function so
 463          * the private resources on the mapping buffer can be released. We
 464          * indicate what the callback should do via the uptodate variable, same
 465          * as for normal BH based IO completions.
 466          */
 467         error = dax_insert_mapping(inode, &bh, vma, vmf);
 468         if (buffer_unwritten(&bh)) {
 469                 if (complete_unwritten)
 470                         complete_unwritten(&bh, !error);
 471                 else
 472                         WARN_ON_ONCE(!(vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE));
 473         }
 474
 475  out:
 476         if (error == -ENOMEM)
 477                 return VM_FAULT_OOM | major;
 478         /* -EBUSY is fine, somebody else faulted on the same PTE */
 479         if ((error < 0) && (error != -EBUSY))
 480                 return VM_FAULT_SIGBUS | major;
 481         return VM_FAULT_NOPAGE | major;
 482
 483  unlock_page:
 484         if (page) {
 485                 unlock_page(page);
 486                 page_cache_release(page);
 487         }
 488         goto out;
 489 }
 490 EXPORT_SYMBOL(__dax_fault);
 491
 492 /**
 493  * dax_fault - handle a page fault on a DAX file
 494  * @vma: The virtual memory area where the fault occurred
 495  * @vmf: The description of the fault
 496  * @get_block: The filesystem method used to translate file offsets to blocks
 497  *
 498  * When a page fault occurs, filesystems may call this helper in their
 499  * fault handler for DAX files.
 500  */
 501 int dax_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf,
 502               get_block_t get_block, dax_iodone_t complete_unwritten)
 503 {
 504         int result;
 505         struct super_block *sb = file_inode(vma->vm_file)->i_sb;
 506
 507         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) {
 508                 sb_start_pagefault(sb);
 509                 file_update_time(vma->vm_file);
 510         }
 511         result = __dax_fault(vma, vmf, get_block, complete_unwritten);
 512         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE)
 513                 sb_end_pagefault(sb);
 514
 515         return result;
 516 }
 517 EXPORT_SYMBOL_GPL(dax_fault);
 518
 519 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 520 /*
 521  * The 'colour' (ie low bits) within a PMD of a page offset.  This comes up
 522  * more often than one might expect in the below function.
 523  */
 524 #define PG_PMD_COLOUR   ((PMD_SIZE >> PAGE_SHIFT) - 1)
 525
 526 int __dax_pmd_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 527                 pmd_t *pmd, unsigned int flags, get_block_t get_block,
 528                 dax_iodone_t complete_unwritten)
 529 {
 530         struct file *file = vma->vm_file;
 531         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 532         struct inode *inode = mapping->host;
 533         struct buffer_head bh;
 534         unsigned blkbits = inode->i_blkbits;
 535         unsigned long pmd_addr = address & PMD_MASK;
 536         bool write = flags & FAULT_FLAG_WRITE;
 537         long length;
 538         void __pmem *kaddr;
 539         pgoff_t size, pgoff;
 540         sector_t block, sector;
 541         unsigned long pfn;
 542         int result = 0;
 543
 544         /* dax pmd mappings are broken wrt gup and fork */
 545         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX_PMD))
 546                 return VM_FAULT_FALLBACK;
 547
 548         /* Fall back to PTEs if we're going to COW */
 549         if (write && !(vma->vm_flags & VM_SHARED))
 550                 return VM_FAULT_FALLBACK;
 551         /* If the PMD would extend outside the VMA */
 552         if (pmd_addr < vma->vm_start)
 553                 return VM_FAULT_FALLBACK;
 554         if ((pmd_addr + PMD_SIZE) > vma->vm_end)
 555                 return VM_FAULT_FALLBACK;
 556
 557         pgoff = linear_page_index(vma, pmd_addr);
 558         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 559         if (pgoff >= size)
 560                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 561         /* If the PMD would cover blocks out of the file */
 562         if ((pgoff | PG_PMD_COLOUR) >= size)
 563                 return VM_FAULT_FALLBACK;
 564
 565         memset(&bh, 0, sizeof(bh));
 566         block = (sector_t)pgoff << (PAGE_SHIFT - blkbits);
 567
 568         bh.b_size = PMD_SIZE;
 569         length = get_block(inode, block, &bh, write);
 570         if (length)
 571                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 572         i_mmap_lock_read(mapping);
 573
 574         /*
 575          * If the filesystem isn't willing to tell us the length of a hole,
 576          * just fall back to PTEs.  Calling get_block 512 times in a loop
 577          * would be silly.
 578          */
 579         if (!buffer_size_valid(&bh) || bh.b_size < PMD_SIZE)
 580                 goto fallback;
 581
 582         /*
 583          * If we allocated new storage, make sure no process has any
 584          * zero pages covering this hole
 585          */
 586         if (buffer_new(&bh)) {
 587                 i_mmap_unlock_read(mapping);
 588                 unmap_mapping_range(mapping, pgoff << PAGE_SHIFT, PMD_SIZE, 0);
 589                 i_mmap_lock_read(mapping);
 590         }
 591
 592         /*
 593          * If a truncate happened while we were allocating blocks, we may
 594          * leave blocks allocated to the file that are beyond EOF.  We can't
 595          * take i_mutex here, so just leave them hanging; they'll be freed
 596          * when the file is deleted.
 597          */
 598         size = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 599         if (pgoff >= size) {
 600                 result = VM_FAULT_SIGBUS;
 601                 goto out;
 602         }
 603         if ((pgoff | PG_PMD_COLOUR) >= size)
 604                 goto fallback;
 605
 606         if (!write && !buffer_mapped(&bh) && buffer_uptodate(&bh)) {
 607                 spinlock_t *ptl;
 608                 pmd_t entry;
 609                 struct page *zero_page = get_huge_zero_page();
 610
 611                 if (unlikely(!zero_page))
 612                         goto fallback;
 613
 614                 ptl = pmd_lock(vma->vm_mm, pmd);
 615                 if (!pmd_none(*pmd)) {
 616                         spin_unlock(ptl);
 617                         goto fallback;
 618                 }
 619
 620                 entry = mk_pmd(zero_page, vma->vm_page_prot);
 621                 entry = pmd_mkhuge(entry);
 622                 set_pmd_at(vma->vm_mm, pmd_addr, pmd, entry);
 623                 result = VM_FAULT_NOPAGE;
 624                 spin_unlock(ptl);
 625         } else {
 626                 sector = bh.b_blocknr << (blkbits - 9);
 627                 length = bdev_direct_access(bh.b_bdev, sector, &kaddr, &pfn,
 628                                                 bh.b_size);
 629                 if (length < 0) {
 630                         result = VM_FAULT_SIGBUS;
 631                         goto out;
 632                 }
 633                 if ((length < PMD_SIZE) || (pfn & PG_PMD_COLOUR))
 634                         goto fallback;
 635
 636                 /*
 637                  * TODO: teach vmf_insert_pfn_pmd() to support
 638                  * 'pte_special' for pmds
 639                  */
 640                 if (pfn_valid(pfn))
 641                         goto fallback;
 642
 643                 if (buffer_unwritten(&bh) || buffer_new(&bh)) {
 644                         int i;
 645                         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++)
 646                                 clear_pmem(kaddr + i * PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 647                         wmb_pmem();
 648                         count_vm_event(PGMAJFAULT);
 649                         mem_cgroup_count_vm_event(vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
 650                         result |= VM_FAULT_MAJOR;
 651                 }
 652
 653                 result |= vmf_insert_pfn_pmd(vma, address, pmd, pfn, write);
 654         }
 655
 656  out:
 657         i_mmap_unlock_read(mapping);
 658
 659         if (buffer_unwritten(&bh))
 660                 complete_unwritten(&bh, !(result & VM_FAULT_ERROR));
 661
 662         return result;
 663
 664  fallback:
 665         count_vm_event(THP_FAULT_FALLBACK);
 666         result = VM_FAULT_FALLBACK;
 667         goto out;
 668 }
 669 EXPORT_SYMBOL_GPL(__dax_pmd_fault);
 670
 671 /**
 672  * dax_pmd_fault - handle a PMD fault on a DAX file
 673  * @vma: The virtual memory area where the fault occurred
 674  * @vmf: The description of the fault
 675  * @get_block: The filesystem method used to translate file offsets to blocks
 676  *
 677  * When a page fault occurs, filesystems may call this helper in their
 678  * pmd_fault handler for DAX files.
 679  */
 680 int dax_pmd_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 681                         pmd_t *pmd, unsigned int flags, get_block_t get_block,
 682                         dax_iodone_t complete_unwritten)
 683 {
 684         int result;
 685         struct super_block *sb = file_inode(vma->vm_file)->i_sb;
 686
 687         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE) {
 688                 sb_start_pagefault(sb);
 689                 file_update_time(vma->vm_file);
 690         }
 691         result = __dax_pmd_fault(vma, address, pmd, flags, get_block,
 692                                 complete_unwritten);
 693         if (flags & FAULT_FLAG_WRITE)
 694                 sb_end_pagefault(sb);
 695
 696         return result;
 697 }
 698 EXPORT_SYMBOL_GPL(dax_pmd_fault);
 699 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 700
 701 /**
 702  * dax_pfn_mkwrite - handle first write to DAX page
 703  * @vma: The virtual memory area where the fault occurred
 704  * @vmf: The description of the fault
 705  *
 706  */
 707 int dax_pfn_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 708 {
 709         struct super_block *sb = file_inode(vma->vm_file)->i_sb;
 710
 711         sb_start_pagefault(sb);
 712         file_update_time(vma->vm_file);
 713         sb_end_pagefault(sb);
 714         return VM_FAULT_NOPAGE;
 715 }
 716 EXPORT_SYMBOL_GPL(dax_pfn_mkwrite);
 717
 718 /**
 719  * dax_zero_page_range - zero a range within a page of a DAX file
 720  * @inode: The file being truncated
 721  * @from: The file offset that is being truncated to
 722  * @length: The number of bytes to zero
 723  * @get_block: The filesystem method used to translate file offsets to blocks
 724  *
 725  * This function can be called by a filesystem when it is zeroing part of a
 726  * page in a DAX file.  This is intended for hole-punch operations.  If
 727  * you are truncating a file, the helper function dax_truncate_page() may be
 728  * more convenient.
 729  *
 730  * We work in terms of PAGE_CACHE_SIZE here for commonality with
 731  * block_truncate_page(), but we could go down to PAGE_SIZE if the filesystem
 732  * took care of disposing of the unnecessary blocks.  Even if the filesystem
 733  * block size is smaller than PAGE_SIZE, we have to zero the rest of the page
 734  * since the file might be mmapped.
 735  */
 736 int dax_zero_page_range(struct inode *inode, loff_t from, unsigned length,
 737                                                         get_block_t get_block)
 738 {
 739         struct buffer_head bh;
 740         pgoff_t index = from >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 741         unsigned offset = from & (PAGE_CACHE_SIZE-1);
 742         int err;
 743
 744         /* Block boundary? Nothing to do */
 745         if (!length)
 746                 return 0;
 747         BUG_ON((offset + length) > PAGE_CACHE_SIZE);
 748
 749         memset(&bh, 0, sizeof(bh));
 750         bh.b_size = PAGE_CACHE_SIZE;
 751         err = get_block(inode, index, &bh, 0);
 752         if (err < 0)
 753                 return err;
 754         if (buffer_written(&bh)) {
 755                 void __pmem *addr;
 756                 err = dax_get_addr(&bh, &addr, inode->i_blkbits);
 757                 if (err < 0)
 758                         return err;
 759                 clear_pmem(addr + offset, length);
 760                 wmb_pmem();
 761         }
 762
 763         return 0;
 764 }
 765 EXPORT_SYMBOL_GPL(dax_zero_page_range);
 766
 767 /**
 768  * dax_truncate_page - handle a partial page being truncated in a DAX file
 769  * @inode: The file being truncated
 770  * @from: The file offset that is being truncated to
 771  * @get_block: The filesystem method used to translate file offsets to blocks
 772  *
 773  * Similar to block_truncate_page(), this function can be called by a
 774  * filesystem when it is truncating a DAX file to handle the partial page.
 775  *
 776  * We work in terms of PAGE_CACHE_SIZE here for commonality with
 777  * block_truncate_page(), but we could go down to PAGE_SIZE if the filesystem
 778  * took care of disposing of the unnecessary blocks.  Even if the filesystem
 779  * block size is smaller than PAGE_SIZE, we have to zero the rest of the page
 780  * since the file might be mmapped.
 781  */
 782 int dax_truncate_page(struct inode *inode, loff_t from, get_block_t get_block)
 783 {
 784         unsigned length = PAGE_CACHE_ALIGN(from) - from;
 785         return dax_zero_page_range(inode, from, length, get_block);
 786 }
 787 EXPORT_SYMBOL_GPL(dax_truncate_page);