Quelle  file.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 *  linux/fs/ext4/file.c
 *
 * Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
 * Remy Card (card@masi.ibp.fr)
 * Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
 * Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
 *
 *  from
 *
 *  linux/fs/minix/file.c
 *
 *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
 *
 *  ext4 fs regular file handling primitives
 *
 *  64-bit file support on 64-bit platforms by Jakub Jelinek
 * (jj@sunsite.ms.mff.cuni.cz)
 */

#include <linux/time.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/iomap.h>
#include <linux/mount.h>
#include <linux/path.h>
#include <linux/dax.h>
#include <linux/quotaops.h>
#include <linux/pagevec.h>
#include <linux/uio.h>
#include <linux/mman.h>
#include <linux/backing-dev.h>
#include "ext4.h"
#include "ext4_jbd2.h"
#include "xattr.h"
#include "acl.h"
#include "truncate.h"

/*
 * Returns %true if the given DIO request should be attempted with DIO, or
 * %false if it should fall back to buffered I/O.
 *
 * DIO isn't well specified; when it's unsupported (either due to the request
 * being misaligned, or due to the file not supporting DIO at all), filesystems
 * either fall back to buffered I/O or return EINVAL.  For files that don't use
 * any special features like encryption or verity, ext4 has traditionally
 * returned EINVAL for misaligned DIO.  iomap_dio_rw() uses this convention too.
 * In this case, we should attempt the DIO, *not* fall back to buffered I/O.
 *
 * In contrast, in cases where DIO is unsupported due to ext4 features, ext4
 * traditionally falls back to buffered I/O.
 *
 * This function implements the traditional ext4 behavior in all these cases.
 */
static bool ext4_should_use_dio(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
{
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 u32 dio_align = ext4_dio_alignment(inode);

 if (dio_align == 0)
  return false;

 if (dio_align == 1)
  return true;

 return IS_ALIGNED(iocb->ki_pos | iov_iter_alignment(iter), dio_align);
}

static ssize_t ext4_dio_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
{
 ssize_t ret;
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);

 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
  if (!inode_trylock_shared(inode))
   return -EAGAIN;
 } else {
  inode_lock_shared(inode);
 }

 if (!ext4_should_use_dio(iocb, to)) {
  inode_unlock_shared(inode);
  /*
 * Fallback to buffered I/O if the operation being performed on
 * the inode is not supported by direct I/O. The IOCB_DIRECT
 * flag needs to be cleared here in order to ensure that the
 * direct I/O path within generic_file_read_iter() is not
 * taken.
 */
  iocb->ki_flags &= ~IOCB_DIRECT;
  return generic_file_read_iter(iocb, to);
 }

 ret = iomap_dio_rw(iocb, to, &ext4_iomap_ops, NULL, 0, NULL, 0);
 inode_unlock_shared(inode);

 file_accessed(iocb->ki_filp);
 return ret;
}

#ifdef CONFIG_FS_DAX
static ssize_t ext4_dax_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
{
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 ssize_t ret;

 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
  if (!inode_trylock_shared(inode))
   return -EAGAIN;
 } else {
  inode_lock_shared(inode);
 }
 /*
 * Recheck under inode lock - at this point we are sure it cannot
 * change anymore
 */
 if (!IS_DAX(inode)) {
  inode_unlock_shared(inode);
  /* Fallback to buffered IO in case we cannot support DAX */
  return generic_file_read_iter(iocb, to);
 }
 ret = dax_iomap_rw(iocb, to, &ext4_iomap_ops);
 inode_unlock_shared(inode);

 file_accessed(iocb->ki_filp);
 return ret;
}
#endif

static ssize_t ext4_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
{
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);

 if (unlikely(ext4_forced_shutdown(inode->i_sb)))
  return -EIO;

 if (!iov_iter_count(to))
  return 0; /* skip atime */

#ifdef CONFIG_FS_DAX
 if (IS_DAX(inode))
  return ext4_dax_read_iter(iocb, to);
#endif
 if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
  return ext4_dio_read_iter(iocb, to);

 return generic_file_read_iter(iocb, to);
}

static ssize_t ext4_file_splice_read(struct file *in, loff_t *ppos,
         struct pipe_inode_info *pipe,
         size_t len, unsigned int flags)
{
 struct inode *inode = file_inode(in);

 if (unlikely(ext4_forced_shutdown(inode->i_sb)))
  return -EIO;
 return filemap_splice_read(in, ppos, pipe, len, flags);
}

/*
 * Called when an inode is released. Note that this is different
 * from ext4_file_open: open gets called at every open, but release
 * gets called only when /all/ the files are closed.
 */
static int ext4_release_file(struct inode *inode, struct file *filp)
{
 if (ext4_test_inode_state(inode, EXT4_STATE_DA_ALLOC_CLOSE)) {
  ext4_alloc_da_blocks(inode);
  ext4_clear_inode_state(inode, EXT4_STATE_DA_ALLOC_CLOSE);
 }
 /* if we are the last writer on the inode, drop the block reservation */
 if ((filp->f_mode & FMODE_WRITE) &&
   (atomic_read(&inode->i_writecount) == 1) &&
   !EXT4_I(inode)->i_reserved_data_blocks) {
  down_write(&EXT4_I(inode)->i_data_sem);
  ext4_discard_preallocations(inode);
  up_write(&EXT4_I(inode)->i_data_sem);
 }
 if (is_dx(inode) && filp->private_data)
  ext4_htree_free_dir_info(filp->private_data);

 return 0;
}

/*
 * This tests whether the IO in question is block-aligned or not.
 * Ext4 utilizes unwritten extents when hole-filling during direct IO, and they
 * are converted to written only after the IO is complete.  Until they are
 * mapped, these blocks appear as holes, so dio_zero_block() will assume that
 * it needs to zero out portions of the start and/or end block.  If 2 AIO
 * threads are at work on the same unwritten block, they must be synchronized
 * or one thread will zero the other's data, causing corruption.
 */
static bool
ext4_unaligned_io(struct inode *inode, struct iov_iter *from, loff_t pos)
{
 struct super_block *sb = inode->i_sb;
 unsigned long blockmask = sb->s_blocksize - 1;

 if ((pos | iov_iter_alignment(from)) & blockmask)
  return true;

 return false;
}

static bool
ext4_extending_io(struct inode *inode, loff_t offset, size_t len)
{
 if (offset + len > i_size_read(inode) ||
     offset + len > EXT4_I(inode)->i_disksize)
  return true;
 return false;
}

/* Is IO overwriting allocated or initialized blocks? */
static bool ext4_overwrite_io(struct inode *inode,
         loff_t pos, loff_t len, bool *unwritten)
{
 struct ext4_map_blocks map;
 unsigned int blkbits = inode->i_blkbits;
 int err, blklen;

 if (pos + len > i_size_read(inode))
  return false;

 map.m_lblk = pos >> blkbits;
 map.m_len = EXT4_MAX_BLOCKS(len, pos, blkbits);
 blklen = map.m_len;

 err = ext4_map_blocks(NULL, inode, &map, 0);
 if (err != blklen)
  return false;
 /*
 * 'err==len' means that all of the blocks have been preallocated,
 * regardless of whether they have been initialized or not. We need to
 * check m_flags to distinguish the unwritten extents.
 */
 *unwritten = !(map.m_flags & EXT4_MAP_MAPPED);
 return true;
}

static ssize_t ext4_generic_write_checks(struct kiocb *iocb,
      struct iov_iter *from)
{
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 ssize_t ret;

 if (unlikely(IS_IMMUTABLE(inode)))
  return -EPERM;

 ret = generic_write_checks(iocb, from);
 if (ret <= 0)
  return ret;

 /*
 * If we have encountered a bitmap-format file, the size limit
 * is smaller than s_maxbytes, which is for extent-mapped files.
 */
 if (!(ext4_test_inode_flag(inode, EXT4_INODE_EXTENTS))) {
  struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);

  if (iocb->ki_pos >= sbi->s_bitmap_maxbytes)
   return -EFBIG;
  iov_iter_truncate(from, sbi->s_bitmap_maxbytes - iocb->ki_pos);
 }

 return iov_iter_count(from);
}

static ssize_t ext4_write_checks(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
{
 ssize_t ret, count;

 count = ext4_generic_write_checks(iocb, from);
 if (count <= 0)
  return count;

 ret = file_modified(iocb->ki_filp);
 if (ret)
  return ret;
 return count;
}

static ssize_t ext4_buffered_write_iter(struct kiocb *iocb,
     struct iov_iter *from)
{
 ssize_t ret;
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);

 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
  return -EOPNOTSUPP;

 inode_lock(inode);
 ret = ext4_write_checks(iocb, from);
 if (ret <= 0)
  goto out;

 ret = generic_perform_write(iocb, from);

out:
 inode_unlock(inode);
 if (unlikely(ret <= 0))
  return ret;
 return generic_write_sync(iocb, ret);
}

static ssize_t ext4_handle_inode_extension(struct inode *inode, loff_t offset,
        ssize_t written, ssize_t count)
{
 handle_t *handle;

 lockdep_assert_held_write(&inode->i_rwsem);
 handle = ext4_journal_start(inode, EXT4_HT_INODE, 2);
 if (IS_ERR(handle))
  return PTR_ERR(handle);

 if (ext4_update_inode_size(inode, offset + written)) {
  int ret = ext4_mark_inode_dirty(handle, inode);
  if (unlikely(ret)) {
   ext4_journal_stop(handle);
   return ret;
  }
 }

 if ((written == count) && inode->i_nlink)
  ext4_orphan_del(handle, inode);
 ext4_journal_stop(handle);

 return written;
}

/*
 * Clean up the inode after DIO or DAX extending write has completed and the
 * inode size has been updated using ext4_handle_inode_extension().
 */
static void ext4_inode_extension_cleanup(struct inode *inode, bool need_trunc)
{
 lockdep_assert_held_write(&inode->i_rwsem);
 if (need_trunc) {
  ext4_truncate_failed_write(inode);
  /*
 * If the truncate operation failed early, then the inode may
 * still be on the orphan list. In that case, we need to try
 * remove the inode from the in-memory linked list.
 */
  if (inode->i_nlink)
   ext4_orphan_del(NULL, inode);
  return;
 }
 /*
 * If i_disksize got extended either due to writeback of delalloc
 * blocks or extending truncate while the DIO was running we could fail
 * to cleanup the orphan list in ext4_handle_inode_extension(). Do it
 * now.
 */
 if (ext4_inode_orphan_tracked(inode) && inode->i_nlink) {
  handle_t *handle = ext4_journal_start(inode, EXT4_HT_INODE, 2);

  if (IS_ERR(handle)) {
   /*
 * The write has successfully completed. Not much to
 * do with the error here so just cleanup the orphan
 * list and hope for the best.
 */
   ext4_orphan_del(NULL, inode);
   return;
  }
  ext4_orphan_del(handle, inode);
  ext4_journal_stop(handle);
 }
}

static int ext4_dio_write_end_io(struct kiocb *iocb, ssize_t size,
     int error, unsigned int flags)
{
 loff_t pos = iocb->ki_pos;
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);


 if (!error && size && (flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN) &&
   (iocb->ki_flags & IOCB_ATOMIC))
  error = ext4_convert_unwritten_extents_atomic(NULL, inode, pos,
             size);
 else if (!error && size && flags & IOMAP_DIO_UNWRITTEN)
  error = ext4_convert_unwritten_extents(NULL, inode, pos, size);
 if (error)
  return error;
 /*
 * Note that EXT4_I(inode)->i_disksize can get extended up to
 * inode->i_size while the I/O was running due to writeback of delalloc
 * blocks. But the code in ext4_iomap_alloc() is careful to use
 * zeroed/unwritten extents if this is possible; thus we won't leave
 * uninitialized blocks in a file even if we didn't succeed in writing
 * as much as we intended. Also we can race with truncate or write
 * expanding the file so we have to be a bit careful here.
 */
 if (pos + size <= READ_ONCE(EXT4_I(inode)->i_disksize) &&
     pos + size <= i_size_read(inode))
  return 0;
 error = ext4_handle_inode_extension(inode, pos, size, size);
 return error < 0 ? error : 0;
}

static const struct iomap_dio_ops ext4_dio_write_ops = {
 .end_io = ext4_dio_write_end_io,
};

/*
 * The intention here is to start with shared lock acquired then see if any
 * condition requires an exclusive inode lock. If yes, then we restart the
 * whole operation by releasing the shared lock and acquiring exclusive lock.
 *
 * - For unaligned_io we never take shared lock as it may cause data corruption
 *   when two unaligned IO tries to modify the same block e.g. while zeroing.
 *
 * - For extending writes case we don't take the shared lock, since it requires
 *   updating inode i_disksize and/or orphan handling with exclusive lock.
 *
 * - shared locking will only be true mostly with overwrites, including
 *   initialized blocks and unwritten blocks. For overwrite unwritten blocks
 *   we protect splitting extents by i_data_sem in ext4_inode_info, so we can
 *   also release exclusive i_rwsem lock.
 *
 * - Otherwise we will switch to exclusive i_rwsem lock.
 */
static ssize_t ext4_dio_write_checks(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
         bool *ilock_shared, bool *extend,
         bool *unwritten, int *dio_flags)
{
 struct file *file = iocb->ki_filp;
 struct inode *inode = file_inode(file);
 loff_t offset;
 size_t count;
 ssize_t ret;
 bool overwrite, unaligned_io;

restart:
 ret = ext4_generic_write_checks(iocb, from);
 if (ret <= 0)
  goto out;

 offset = iocb->ki_pos;
 count = ret;

 unaligned_io = ext4_unaligned_io(inode, from, offset);
 *extend = ext4_extending_io(inode, offset, count);
 overwrite = ext4_overwrite_io(inode, offset, count, unwritten);

 /*
 * Determine whether we need to upgrade to an exclusive lock. This is
 * required to change security info in file_modified(), for extending
 * I/O, any form of non-overwrite I/O, and unaligned I/O to unwritten
 * extents (as partial block zeroing may be required).
 *
 * Note that unaligned writes are allowed under shared lock so long as
 * they are pure overwrites. Otherwise, concurrent unaligned writes risk
 * data corruption due to partial block zeroing in the dio layer, and so
 * the I/O must occur exclusively.
 */
 if (*ilock_shared &&
     ((!IS_NOSEC(inode) || *extend || !overwrite ||
      (unaligned_io && *unwritten)))) {
  if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
   ret = -EAGAIN;
   goto out;
  }
  inode_unlock_shared(inode);
  *ilock_shared = false;
  inode_lock(inode);
  goto restart;
 }

 /*
 * Now that locking is settled, determine dio flags and exclusivity
 * requirements. We don't use DIO_OVERWRITE_ONLY because we enforce
 * behavior already. The inode lock is already held exclusive if the
 * write is non-overwrite or extending, so drain all outstanding dio and
 * set the force wait dio flag.
 */
 if (!*ilock_shared && (unaligned_io || *extend)) {
  if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
   ret = -EAGAIN;
   goto out;
  }
  if (unaligned_io && (!overwrite || *unwritten))
   inode_dio_wait(inode);
  *dio_flags = IOMAP_DIO_FORCE_WAIT;
 }

 ret = file_modified(file);
 if (ret < 0)
  goto out;

 return count;
out:
 if (*ilock_shared)
  inode_unlock_shared(inode);
 else
  inode_unlock(inode);
 return ret;
}

static ssize_t ext4_dio_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
{
 ssize_t ret;
 handle_t *handle;
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 loff_t offset = iocb->ki_pos;
 size_t count = iov_iter_count(from);
 const struct iomap_ops *iomap_ops = &ext4_iomap_ops;
 bool extend = false, unwritten = false;
 bool ilock_shared = true;
 int dio_flags = 0;

 /*
 * Quick check here without any i_rwsem lock to see if it is extending
 * IO. A more reliable check is done in ext4_dio_write_checks() with
 * proper locking in place.
 */
 if (offset + count > i_size_read(inode))
  ilock_shared = false;

 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
  if (ilock_shared) {
   if (!inode_trylock_shared(inode))
    return -EAGAIN;
  } else {
   if (!inode_trylock(inode))
    return -EAGAIN;
  }
 } else {
  if (ilock_shared)
   inode_lock_shared(inode);
  else
   inode_lock(inode);
 }

 /* Fallback to buffered I/O if the inode does not support direct I/O. */
 if (!ext4_should_use_dio(iocb, from)) {
  if (ilock_shared)
   inode_unlock_shared(inode);
  else
   inode_unlock(inode);
  return ext4_buffered_write_iter(iocb, from);
 }

 /*
 * Prevent inline data from being created since we are going to allocate
 * blocks for DIO. We know the inode does not currently have inline data
 * because ext4_should_use_dio() checked for it, but we have to clear
 * the state flag before the write checks because a lock cycle could
 * introduce races with other writers.
 */
 ext4_clear_inode_state(inode, EXT4_STATE_MAY_INLINE_DATA);

 ret = ext4_dio_write_checks(iocb, from, &ilock_shared, &extend,
        &unwritten, &dio_flags);
 if (ret <= 0)
  return ret;

 offset = iocb->ki_pos;
 count = ret;

 if (extend) {
  handle = ext4_journal_start(inode, EXT4_HT_INODE, 2);
  if (IS_ERR(handle)) {
   ret = PTR_ERR(handle);
   goto out;
  }

  ret = ext4_orphan_add(handle, inode);
  ext4_journal_stop(handle);
  if (ret)
   goto out;
 }

 if (ilock_shared && !unwritten)
  iomap_ops = &ext4_iomap_overwrite_ops;
 ret = iomap_dio_rw(iocb, from, iomap_ops, &ext4_dio_write_ops,
      dio_flags, NULL, 0);
 if (ret == -ENOTBLK)
  ret = 0;
 if (extend) {
  /*
 * We always perform extending DIO write synchronously so by
 * now the IO is completed and ext4_handle_inode_extension()
 * was called. Cleanup the inode in case of error or race with
 * writeback of delalloc blocks.
 */
  WARN_ON_ONCE(ret == -EIOCBQUEUED);
  ext4_inode_extension_cleanup(inode, ret < 0);
 }

out:
 if (ilock_shared)
  inode_unlock_shared(inode);
 else
  inode_unlock(inode);

 if (ret >= 0 && iov_iter_count(from)) {
  ssize_t err;
  loff_t endbyte;

  /*
 * There is no support for atomic writes on buffered-io yet,
 * we should never fallback to buffered-io for DIO atomic
 * writes.
 */
  WARN_ON_ONCE(iocb->ki_flags & IOCB_ATOMIC);

  offset = iocb->ki_pos;
  err = ext4_buffered_write_iter(iocb, from);
  if (err < 0)
   return err;

  /*
 * We need to ensure that the pages within the page cache for
 * the range covered by this I/O are written to disk and
 * invalidated. This is in attempt to preserve the expected
 * direct I/O semantics in the case we fallback to buffered I/O
 * to complete off the I/O request.
 */
  ret += err;
  endbyte = offset + err - 1;
  err = filemap_write_and_wait_range(iocb->ki_filp->f_mapping,
         offset, endbyte);
  if (!err)
   invalidate_mapping_pages(iocb->ki_filp->f_mapping,
       offset >> PAGE_SHIFT,
       endbyte >> PAGE_SHIFT);
 }

 return ret;
}

#ifdef CONFIG_FS_DAX
static ssize_t
ext4_dax_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
{
 ssize_t ret;
 size_t count;
 loff_t offset;
 handle_t *handle;
 bool extend = false;
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);

 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
  if (!inode_trylock(inode))
   return -EAGAIN;
 } else {
  inode_lock(inode);
 }

 ret = ext4_write_checks(iocb, from);
 if (ret <= 0)
  goto out;

 offset = iocb->ki_pos;
 count = iov_iter_count(from);

 if (offset + count > EXT4_I(inode)->i_disksize) {
  handle = ext4_journal_start(inode, EXT4_HT_INODE, 2);
  if (IS_ERR(handle)) {
   ret = PTR_ERR(handle);
   goto out;
  }

  ret = ext4_orphan_add(handle, inode);
  if (ret) {
   ext4_journal_stop(handle);
   goto out;
  }

  extend = true;
  ext4_journal_stop(handle);
 }

 ret = dax_iomap_rw(iocb, from, &ext4_iomap_ops);

 if (extend) {
  ret = ext4_handle_inode_extension(inode, offset, ret, count);
  ext4_inode_extension_cleanup(inode, ret < (ssize_t)count);
 }
out:
 inode_unlock(inode);
 if (ret > 0)
  ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 return ret;
}
#endif

static ssize_t
ext4_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
{
 int ret;
 struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);

 ret = ext4_emergency_state(inode->i_sb);
 if (unlikely(ret))
  return ret;

#ifdef CONFIG_FS_DAX
 if (IS_DAX(inode))
  return ext4_dax_write_iter(iocb, from);
#endif

 if (iocb->ki_flags & IOCB_ATOMIC) {
  size_t len = iov_iter_count(from);

  if (len < EXT4_SB(inode->i_sb)->s_awu_min ||
      len > EXT4_SB(inode->i_sb)->s_awu_max)
   return -EINVAL;

  ret = generic_atomic_write_valid(iocb, from);
  if (ret)
   return ret;
 }

 if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
  return ext4_dio_write_iter(iocb, from);
 else
  return ext4_buffered_write_iter(iocb, from);
}

#ifdef CONFIG_FS_DAX
static vm_fault_t ext4_dax_huge_fault(struct vm_fault *vmf, unsigned int order)
{
 int error = 0;
 vm_fault_t result;
 int retries = 0;
 handle_t *handle = NULL;
 struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
 struct super_block *sb = inode->i_sb;

 /*
 * We have to distinguish real writes from writes which will result in a
 * COW page; COW writes should *not* poke the journal (the file will not
 * be changed). Doing so would cause unintended failures when mounted
 * read-only.
 *
 * We check for VM_SHARED rather than vmf->cow_page since the latter is
 * unset for order != 0 (i.e. only in do_cow_fault); for
 * other sizes, dax_iomap_fault will handle splitting / fallback so that
 * we eventually come back with a COW page.
 */
 bool write = (vmf->flags & FAULT_FLAG_WRITE) &&
  (vmf->vma->vm_flags & VM_SHARED);
 struct address_space *mapping = vmf->vma->vm_file->f_mapping;
 unsigned long pfn;

 if (write) {
  sb_start_pagefault(sb);
  file_update_time(vmf->vma->vm_file);
  filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
retry:
  handle = ext4_journal_start_sb(sb, EXT4_HT_WRITE_PAGE,
            EXT4_DATA_TRANS_BLOCKS(sb));
  if (IS_ERR(handle)) {
   filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
   sb_end_pagefault(sb);
   return VM_FAULT_SIGBUS;
  }
 } else {
  filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
 }
 result = dax_iomap_fault(vmf, order, &pfn, &error, &ext4_iomap_ops);
 if (write) {
  ext4_journal_stop(handle);

  if ((result & VM_FAULT_ERROR) && error == -ENOSPC &&
      ext4_should_retry_alloc(sb, &retries))
   goto retry;
  /* Handling synchronous page fault? */
  if (result & VM_FAULT_NEEDDSYNC)
   result = dax_finish_sync_fault(vmf, order, pfn);
  filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
  sb_end_pagefault(sb);
 } else {
  filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
 }

 return result;
}

static vm_fault_t ext4_dax_fault(struct vm_fault *vmf)
{
 return ext4_dax_huge_fault(vmf, 0);
}

static const struct vm_operations_struct ext4_dax_vm_ops = {
 .fault  = ext4_dax_fault,
 .huge_fault = ext4_dax_huge_fault,
 .page_mkwrite = ext4_dax_fault,
 .pfn_mkwrite = ext4_dax_fault,
};
#else
#define ext4_dax_vm_ops ext4_file_vm_ops
#endif

static const struct vm_operations_struct ext4_file_vm_ops = {
 .fault  = filemap_fault,
 .map_pages = filemap_map_pages,
 .page_mkwrite   = ext4_page_mkwrite,
};

static int ext4_file_mmap_prepare(struct vm_area_desc *desc)
{
 int ret;
 struct file *file = desc->file;
 struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 struct dax_device *dax_dev = EXT4_SB(inode->i_sb)->s_daxdev;

 if (file->f_mode & FMODE_WRITE)
  ret = ext4_emergency_state(inode->i_sb);
 else
  ret = ext4_forced_shutdown(inode->i_sb) ? -EIO : 0;
 if (unlikely(ret))
  return ret;

 /*
 * We don't support synchronous mappings for non-DAX files and
 * for DAX files if underneath dax_device is not synchronous.
 */
 if (!daxdev_mapping_supported(desc->vm_flags, file_inode(file), dax_dev))
  return -EOPNOTSUPP;

 file_accessed(file);
 if (IS_DAX(file_inode(file))) {
  desc->vm_ops = &ext4_dax_vm_ops;
  desc->vm_flags |= VM_HUGEPAGE;
 } else {
  desc->vm_ops = &ext4_file_vm_ops;
 }
 return 0;
}

static int ext4_sample_last_mounted(struct super_block *sb,
        struct vfsmount *mnt)
{
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 struct path path;
 char buf[64], *cp;
 handle_t *handle;
 int err;

 if (likely(ext4_test_mount_flag(sb, EXT4_MF_MNTDIR_SAMPLED)))
  return 0;

 if (ext4_emergency_state(sb) || sb_rdonly(sb) ||
     !sb_start_intwrite_trylock(sb))
  return 0;

 ext4_set_mount_flag(sb, EXT4_MF_MNTDIR_SAMPLED);
 /*
 * Sample where the filesystem has been mounted and
 * store it in the superblock for sysadmin convenience
 * when trying to sort through large numbers of block
 * devices or filesystem images.
 */
 memset(buf, 0, sizeof(buf));
 path.mnt = mnt;
 path.dentry = mnt->mnt_root;
 cp = d_path(&path, buf, sizeof(buf));
 err = 0;
 if (IS_ERR(cp))
  goto out;

 handle = ext4_journal_start_sb(sb, EXT4_HT_MISC, 1);
 err = PTR_ERR(handle);
 if (IS_ERR(handle))
  goto out;
 BUFFER_TRACE(sbi->s_sbh, "get_write_access");
 err = ext4_journal_get_write_access(handle, sb, sbi->s_sbh,
         EXT4_JTR_NONE);
 if (err)
  goto out_journal;
 lock_buffer(sbi->s_sbh);
 strtomem_pad(sbi->s_es->s_last_mounted, cp, 0);
 ext4_superblock_csum_set(sb);
 unlock_buffer(sbi->s_sbh);
 ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, sbi->s_sbh);
out_journal:
 ext4_journal_stop(handle);
out:
 sb_end_intwrite(sb);
 return err;
}

static int ext4_file_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
 int ret;

 if (filp->f_mode & FMODE_WRITE)
  ret = ext4_emergency_state(inode->i_sb);
 else
  ret = ext4_forced_shutdown(inode->i_sb) ? -EIO : 0;
 if (unlikely(ret))
  return ret;

 ret = ext4_sample_last_mounted(inode->i_sb, filp->f_path.mnt);
 if (ret)
  return ret;

 ret = fscrypt_file_open(inode, filp);
 if (ret)
  return ret;

 ret = fsverity_file_open(inode, filp);
 if (ret)
  return ret;

 /*
 * Set up the jbd2_inode if we are opening the inode for
 * writing and the journal is present
 */
 if (filp->f_mode & FMODE_WRITE) {
  ret = ext4_inode_attach_jinode(inode);
  if (ret < 0)
   return ret;
 }

 if (ext4_inode_can_atomic_write(inode))
  filp->f_mode |= FMODE_CAN_ATOMIC_WRITE;

 filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT | FMODE_CAN_ODIRECT;
 return dquot_file_open(inode, filp);
}

/*
 * ext4_llseek() handles both block-mapped and extent-mapped maxbytes values
 * by calling generic_file_llseek_size() with the appropriate maxbytes
 * value for each.
 */
loff_t ext4_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
{
 struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 loff_t maxbytes = ext4_get_maxbytes(inode);

 switch (whence) {
 default:
  return generic_file_llseek_size(file, offset, whence,
      maxbytes, i_size_read(inode));
 case SEEK_HOLE:
  inode_lock_shared(inode);
  offset = iomap_seek_hole(inode, offset,
      &ext4_iomap_report_ops);
  inode_unlock_shared(inode);
  break;
 case SEEK_DATA:
  inode_lock_shared(inode);
  offset = iomap_seek_data(inode, offset,
      &ext4_iomap_report_ops);
  inode_unlock_shared(inode);
  break;
 }

 if (offset < 0)
  return offset;
 return vfs_setpos(file, offset, maxbytes);
}

const struct file_operations ext4_file_operations = {
 .llseek  = ext4_llseek,
 .read_iter = ext4_file_read_iter,
 .write_iter = ext4_file_write_iter,
 .iopoll  = iocb_bio_iopoll,
 .unlocked_ioctl = ext4_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
 .compat_ioctl = ext4_compat_ioctl,
#endif
 .mmap_prepare = ext4_file_mmap_prepare,
 .open  = ext4_file_open,
 .release = ext4_release_file,
 .fsync  = ext4_sync_file,
 .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
 .splice_read = ext4_file_splice_read,
 .splice_write = iter_file_splice_write,
 .fallocate = ext4_fallocate,
 .fop_flags = FOP_MMAP_SYNC | FOP_BUFFER_RASYNC |
     FOP_DIO_PARALLEL_WRITE |
     FOP_DONTCACHE,
};

const struct inode_operations ext4_file_inode_operations = {
 .setattr = ext4_setattr,
 .getattr = ext4_file_getattr,
 .listxattr = ext4_listxattr,
 .get_inode_acl = ext4_get_acl,
 .set_acl = ext4_set_acl,
 .fiemap  = ext4_fiemap,
 .fileattr_get = ext4_fileattr_get,
 .fileattr_set = ext4_fileattr_set,
};