virtiofs: add a mount option to enable dax
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / fuse / virtio_fs.c
index 104f35d..e25f622 100644 (file)
@@ -5,12 +5,17 @@
  */
 
 #include <linux/fs.h>
+#include <linux/dax.h>
+#include <linux/pci.h>
+#include <linux/pfn_t.h>
 #include <linux/module.h>
 #include <linux/virtio.h>
 #include <linux/virtio_fs.h>
 #include <linux/delay.h>
 #include <linux/fs_context.h>
+#include <linux/fs_parser.h>
 #include <linux/highmem.h>
+#include <linux/uio.h>
 #include "fuse_i.h"
 
 /* List of virtio-fs device instances and a lock for the list. Also provides
@@ -24,6 +29,8 @@ enum {
        VQ_REQUEST
 };
 
+#define VQ_NAME_LEN    24
+
 /* Per-virtqueue state */
 struct virtio_fs_vq {
        spinlock_t lock;
@@ -36,7 +43,7 @@ struct virtio_fs_vq {
        bool connected;
        long in_flight;
        struct completion in_flight_zero; /* No inflight requests */
-       char name[24];
+       char name[VQ_NAME_LEN];
 } ____cacheline_aligned_in_smp;
 
 /* A virtio-fs device instance */
@@ -47,6 +54,12 @@ struct virtio_fs {
        struct virtio_fs_vq *vqs;
        unsigned int nvqs;               /* number of virtqueues */
        unsigned int num_request_queues; /* number of request queues */
+       struct dax_device *dax_dev;
+
+       /* DAX memory window where file contents are mapped */
+       void *window_kaddr;
+       phys_addr_t window_phys_addr;
+       size_t window_len;
 };
 
 struct virtio_fs_forget_req {
@@ -69,6 +82,44 @@ struct virtio_fs_req_work {
 static int virtio_fs_enqueue_req(struct virtio_fs_vq *fsvq,
                                 struct fuse_req *req, bool in_flight);
 
+enum {
+       OPT_DAX,
+};
+
+static const struct fs_parameter_spec virtio_fs_parameters[] = {
+       fsparam_flag("dax", OPT_DAX),
+       {}
+};
+
+static int virtio_fs_parse_param(struct fs_context *fc,
+                                struct fs_parameter *param)
+{
+       struct fs_parse_result result;
+       struct fuse_fs_context *ctx = fc->fs_private;
+       int opt;
+
+       opt = fs_parse(fc, virtio_fs_parameters, param, &result);
+       if (opt < 0)
+               return opt;
+
+       switch (opt) {
+       case OPT_DAX:
+               ctx->dax = 1;
+               break;
+       default:
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static void virtio_fs_free_fc(struct fs_context *fc)
+{
+       struct fuse_fs_context *ctx = fc->fs_private;
+
+       kfree(ctx);
+}
+
 static inline struct virtio_fs_vq *vq_to_fsvq(struct virtqueue *vq)
 {
        struct virtio_fs *fs = vq->vdev->priv;
@@ -596,6 +647,26 @@ static void virtio_fs_vq_done(struct virtqueue *vq)
        schedule_work(&fsvq->done_work);
 }
 
+static void virtio_fs_init_vq(struct virtio_fs_vq *fsvq, char *name,
+                             int vq_type)
+{
+       strncpy(fsvq->name, name, VQ_NAME_LEN);
+       spin_lock_init(&fsvq->lock);
+       INIT_LIST_HEAD(&fsvq->queued_reqs);
+       INIT_LIST_HEAD(&fsvq->end_reqs);
+       init_completion(&fsvq->in_flight_zero);
+
+       if (vq_type == VQ_REQUEST) {
+               INIT_WORK(&fsvq->done_work, virtio_fs_requests_done_work);
+               INIT_DELAYED_WORK(&fsvq->dispatch_work,
+                                 virtio_fs_request_dispatch_work);
+       } else {
+               INIT_WORK(&fsvq->done_work, virtio_fs_hiprio_done_work);
+               INIT_DELAYED_WORK(&fsvq->dispatch_work,
+                                 virtio_fs_hiprio_dispatch_work);
+       }
+}
+
 /* Initialize virtqueues */
 static int virtio_fs_setup_vqs(struct virtio_device *vdev,
                               struct virtio_fs *fs)
@@ -611,7 +682,7 @@ static int virtio_fs_setup_vqs(struct virtio_device *vdev,
        if (fs->num_request_queues == 0)
                return -EINVAL;
 
-       fs->nvqs = 1 + fs->num_request_queues;
+       fs->nvqs = VQ_REQUEST + fs->num_request_queues;
        fs->vqs = kcalloc(fs->nvqs, sizeof(fs->vqs[VQ_HIPRIO]), GFP_KERNEL);
        if (!fs->vqs)
                return -ENOMEM;
@@ -625,29 +696,17 @@ static int virtio_fs_setup_vqs(struct virtio_device *vdev,
                goto out;
        }
 
+       /* Initialize the hiprio/forget request virtqueue */
        callbacks[VQ_HIPRIO] = virtio_fs_vq_done;
-       snprintf(fs->vqs[VQ_HIPRIO].name, sizeof(fs->vqs[VQ_HIPRIO].name),
-                       "hiprio");
+       virtio_fs_init_vq(&fs->vqs[VQ_HIPRIO], "hiprio", VQ_HIPRIO);
        names[VQ_HIPRIO] = fs->vqs[VQ_HIPRIO].name;
-       INIT_WORK(&fs->vqs[VQ_HIPRIO].done_work, virtio_fs_hiprio_done_work);
-       INIT_LIST_HEAD(&fs->vqs[VQ_HIPRIO].queued_reqs);
-       INIT_LIST_HEAD(&fs->vqs[VQ_HIPRIO].end_reqs);
-       INIT_DELAYED_WORK(&fs->vqs[VQ_HIPRIO].dispatch_work,
-                       virtio_fs_hiprio_dispatch_work);
-       init_completion(&fs->vqs[VQ_HIPRIO].in_flight_zero);
-       spin_lock_init(&fs->vqs[VQ_HIPRIO].lock);
 
        /* Initialize the requests virtqueues */
        for (i = VQ_REQUEST; i < fs->nvqs; i++) {
-               spin_lock_init(&fs->vqs[i].lock);
-               INIT_WORK(&fs->vqs[i].done_work, virtio_fs_requests_done_work);
-               INIT_DELAYED_WORK(&fs->vqs[i].dispatch_work,
-                                 virtio_fs_request_dispatch_work);
-               INIT_LIST_HEAD(&fs->vqs[i].queued_reqs);
-               INIT_LIST_HEAD(&fs->vqs[i].end_reqs);
-               init_completion(&fs->vqs[i].in_flight_zero);
-               snprintf(fs->vqs[i].name, sizeof(fs->vqs[i].name),
-                        "requests.%u", i - VQ_REQUEST);
+               char vq_name[VQ_NAME_LEN];
+
+               snprintf(vq_name, VQ_NAME_LEN, "requests.%u", i - VQ_REQUEST);
+               virtio_fs_init_vq(&fs->vqs[i], vq_name, VQ_REQUEST);
                callbacks[i] = virtio_fs_vq_done;
                names[i] = fs->vqs[i].name;
        }
@@ -676,6 +735,130 @@ static void virtio_fs_cleanup_vqs(struct virtio_device *vdev,
        vdev->config->del_vqs(vdev);
 }
 
+/* Map a window offset to a page frame number.  The window offset will have
+ * been produced by .iomap_begin(), which maps a file offset to a window
+ * offset.
+ */
+static long virtio_fs_direct_access(struct dax_device *dax_dev, pgoff_t pgoff,
+                                   long nr_pages, void **kaddr, pfn_t *pfn)
+{
+       struct virtio_fs *fs = dax_get_private(dax_dev);
+       phys_addr_t offset = PFN_PHYS(pgoff);
+       size_t max_nr_pages = fs->window_len/PAGE_SIZE - pgoff;
+
+       if (kaddr)
+               *kaddr = fs->window_kaddr + offset;
+       if (pfn)
+               *pfn = phys_to_pfn_t(fs->window_phys_addr + offset,
+                                       PFN_DEV | PFN_MAP);
+       return nr_pages > max_nr_pages ? max_nr_pages : nr_pages;
+}
+
+static size_t virtio_fs_copy_from_iter(struct dax_device *dax_dev,
+                                      pgoff_t pgoff, void *addr,
+                                      size_t bytes, struct iov_iter *i)
+{
+       return copy_from_iter(addr, bytes, i);
+}
+
+static size_t virtio_fs_copy_to_iter(struct dax_device *dax_dev,
+                                      pgoff_t pgoff, void *addr,
+                                      size_t bytes, struct iov_iter *i)
+{
+       return copy_to_iter(addr, bytes, i);
+}
+
+static int virtio_fs_zero_page_range(struct dax_device *dax_dev,
+                                    pgoff_t pgoff, size_t nr_pages)
+{
+       long rc;
+       void *kaddr;
+
+       rc = dax_direct_access(dax_dev, pgoff, nr_pages, &kaddr, NULL);
+       if (rc < 0)
+               return rc;
+       memset(kaddr, 0, nr_pages << PAGE_SHIFT);
+       dax_flush(dax_dev, kaddr, nr_pages << PAGE_SHIFT);
+       return 0;
+}
+
+static const struct dax_operations virtio_fs_dax_ops = {
+       .direct_access = virtio_fs_direct_access,
+       .copy_from_iter = virtio_fs_copy_from_iter,
+       .copy_to_iter = virtio_fs_copy_to_iter,
+       .zero_page_range = virtio_fs_zero_page_range,
+};
+
+static void virtio_fs_cleanup_dax(void *data)
+{
+       struct dax_device *dax_dev = data;
+
+       kill_dax(dax_dev);
+       put_dax(dax_dev);
+}
+
+static int virtio_fs_setup_dax(struct virtio_device *vdev, struct virtio_fs *fs)
+{
+       struct virtio_shm_region cache_reg;
+       struct dev_pagemap *pgmap;
+       bool have_cache;
+
+       if (!IS_ENABLED(CONFIG_FUSE_DAX))
+               return 0;
+
+       /* Get cache region */
+       have_cache = virtio_get_shm_region(vdev, &cache_reg,
+                                          (u8)VIRTIO_FS_SHMCAP_ID_CACHE);
+       if (!have_cache) {
+               dev_notice(&vdev->dev, "%s: No cache capability\n", __func__);
+               return 0;
+       }
+
+       if (!devm_request_mem_region(&vdev->dev, cache_reg.addr, cache_reg.len,
+                                    dev_name(&vdev->dev))) {
+               dev_warn(&vdev->dev, "could not reserve region addr=0x%llx len=0x%llx\n",
+                        cache_reg.addr, cache_reg.len);
+               return -EBUSY;
+       }
+
+       dev_notice(&vdev->dev, "Cache len: 0x%llx @ 0x%llx\n", cache_reg.len,
+                  cache_reg.addr);
+
+       pgmap = devm_kzalloc(&vdev->dev, sizeof(*pgmap), GFP_KERNEL);
+       if (!pgmap)
+               return -ENOMEM;
+
+       pgmap->type = MEMORY_DEVICE_FS_DAX;
+
+       /* Ideally we would directly use the PCI BAR resource but
+        * devm_memremap_pages() wants its own copy in pgmap.  So
+        * initialize a struct resource from scratch (only the start
+        * and end fields will be used).
+        */
+       pgmap->res = (struct resource){
+               .name = "virtio-fs dax window",
+               .start = (phys_addr_t) cache_reg.addr,
+               .end = (phys_addr_t) cache_reg.addr + cache_reg.len - 1,
+       };
+
+       fs->window_kaddr = devm_memremap_pages(&vdev->dev, pgmap);
+       if (IS_ERR(fs->window_kaddr))
+               return PTR_ERR(fs->window_kaddr);
+
+       fs->window_phys_addr = (phys_addr_t) cache_reg.addr;
+       fs->window_len = (phys_addr_t) cache_reg.len;
+
+       dev_dbg(&vdev->dev, "%s: window kaddr 0x%px phys_addr 0x%llx len 0x%llx\n",
+               __func__, fs->window_kaddr, cache_reg.addr, cache_reg.len);
+
+       fs->dax_dev = alloc_dax(fs, NULL, &virtio_fs_dax_ops, 0);
+       if (IS_ERR(fs->dax_dev))
+               return PTR_ERR(fs->dax_dev);
+
+       return devm_add_action_or_reset(&vdev->dev, virtio_fs_cleanup_dax,
+                                       fs->dax_dev);
+}
+
 static int virtio_fs_probe(struct virtio_device *vdev)
 {
        struct virtio_fs *fs;
@@ -697,6 +880,10 @@ static int virtio_fs_probe(struct virtio_device *vdev)
 
        /* TODO vq affinity */
 
+       ret = virtio_fs_setup_dax(vdev, fs);
+       if (ret < 0)
+               goto out_vqs;
+
        /* Bring the device online in case the filesystem is mounted and
         * requests need to be sent before we return.
         */
@@ -1071,24 +1258,27 @@ static const struct fuse_iqueue_ops virtio_fs_fiq_ops = {
        .release                        = virtio_fs_fiq_release,
 };
 
-static int virtio_fs_fill_super(struct super_block *sb)
+static inline void virtio_fs_ctx_set_defaults(struct fuse_fs_context *ctx)
+{
+       ctx->rootmode = S_IFDIR;
+       ctx->default_permissions = 1;
+       ctx->allow_other = 1;
+       ctx->max_read = UINT_MAX;
+       ctx->blksize = 512;
+       ctx->destroy = true;
+       ctx->no_control = true;
+       ctx->no_force_umount = true;
+}
+
+static int virtio_fs_fill_super(struct super_block *sb, struct fs_context *fsc)
 {
        struct fuse_conn *fc = get_fuse_conn_super(sb);
        struct virtio_fs *fs = fc->iq.priv;
+       struct fuse_fs_context *ctx = fsc->fs_private;
        unsigned int i;
        int err;
-       struct fuse_fs_context ctx = {
-               .rootmode = S_IFDIR,
-               .default_permissions = 1,
-               .allow_other = 1,
-               .max_read = UINT_MAX,
-               .blksize = 512,
-               .destroy = true,
-               .no_control = true,
-               .no_force_umount = true,
-               .no_mount_options = true,
-       };
 
+       virtio_fs_ctx_set_defaults(ctx);
        mutex_lock(&virtio_fs_mutex);
 
        /* After holding mutex, make sure virtiofs device is still there.
@@ -1112,8 +1302,10 @@ static int virtio_fs_fill_super(struct super_block *sb)
        }
 
        /* virtiofs allocates and installs its own fuse devices */
-       ctx.fudptr = NULL;
-       err = fuse_fill_super_common(sb, &ctx);
+       ctx->fudptr = NULL;
+       if (ctx->dax)
+               ctx->dax_dev = fs->dax_dev;
+       err = fuse_fill_super_common(sb, ctx);
        if (err < 0)
                goto err_free_fuse_devs;
 
@@ -1224,7 +1416,7 @@ static int virtio_fs_get_tree(struct fs_context *fsc)
                return PTR_ERR(sb);
 
        if (!sb->s_root) {
-               err = virtio_fs_fill_super(sb);
+               err = virtio_fs_fill_super(sb, fsc);
                if (err) {
                        deactivate_locked_super(sb);
                        return err;
@@ -1239,11 +1431,19 @@ static int virtio_fs_get_tree(struct fs_context *fsc)
 }
 
 static const struct fs_context_operations virtio_fs_context_ops = {
+       .free           = virtio_fs_free_fc,
+       .parse_param    = virtio_fs_parse_param,
        .get_tree       = virtio_fs_get_tree,
 };
 
 static int virtio_fs_init_fs_context(struct fs_context *fsc)
 {
+       struct fuse_fs_context *ctx;
+
+       ctx = kzalloc(sizeof(struct fuse_fs_context), GFP_KERNEL);
+       if (!ctx)
+               return -ENOMEM;
+       fsc->fs_private = ctx;
        fsc->ops = &virtio_fs_context_ops;
        return 0;
 }