Merge tag 'riscv/for-v5.5-rc3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/riscv...
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / direct-io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * fs/direct-io.c
4  *
5  * Copyright (C) 2002, Linus Torvalds.
6  *
7  * O_DIRECT
8  *
9  * 04Jul2002    Andrew Morton
10  *              Initial version
11  * 11Sep2002    janetinc@us.ibm.com
12  *              added readv/writev support.
13  * 29Oct2002    Andrew Morton
14  *              rewrote bio_add_page() support.
15  * 30Oct2002    pbadari@us.ibm.com
16  *              added support for non-aligned IO.
17  * 06Nov2002    pbadari@us.ibm.com
18  *              added asynchronous IO support.
19  * 21Jul2003    nathans@sgi.com
20  *              added IO completion notifier.
21  */
22
23 #include <linux/kernel.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/types.h>
26 #include <linux/fs.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/slab.h>
29 #include <linux/highmem.h>
30 #include <linux/pagemap.h>
31 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
32 #include <linux/bio.h>
33 #include <linux/wait.h>
34 #include <linux/err.h>
35 #include <linux/blkdev.h>
36 #include <linux/buffer_head.h>
37 #include <linux/rwsem.h>
38 #include <linux/uio.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/prefetch.h>
41
42 /*
43  * How many user pages to map in one call to get_user_pages().  This determines
44  * the size of a structure in the slab cache
45  */
46 #define DIO_PAGES       64
47
48 /*
49  * Flags for dio_complete()
50  */
51 #define DIO_COMPLETE_ASYNC              0x01    /* This is async IO */
52 #define DIO_COMPLETE_INVALIDATE         0x02    /* Can invalidate pages */
53
54 /*
55  * This code generally works in units of "dio_blocks".  A dio_block is
56  * somewhere between the hard sector size and the filesystem block size.  it
57  * is determined on a per-invocation basis.   When talking to the filesystem
58  * we need to convert dio_blocks to fs_blocks by scaling the dio_block quantity
59  * down by dio->blkfactor.  Similarly, fs-blocksize quantities are converted
60  * to bio_block quantities by shifting left by blkfactor.
61  *
62  * If blkfactor is zero then the user's request was aligned to the filesystem's
63  * blocksize.
64  */
65
66 /* dio_state only used in the submission path */
67
68 struct dio_submit {
69         struct bio *bio;                /* bio under assembly */
70         unsigned blkbits;               /* doesn't change */
71         unsigned blkfactor;             /* When we're using an alignment which
72                                            is finer than the filesystem's soft
73                                            blocksize, this specifies how much
74                                            finer.  blkfactor=2 means 1/4-block
75                                            alignment.  Does not change */
76         unsigned start_zero_done;       /* flag: sub-blocksize zeroing has
77                                            been performed at the start of a
78                                            write */
79         int pages_in_io;                /* approximate total IO pages */
80         sector_t block_in_file;         /* Current offset into the underlying
81                                            file in dio_block units. */
82         unsigned blocks_available;      /* At block_in_file.  changes */
83         int reap_counter;               /* rate limit reaping */
84         sector_t final_block_in_request;/* doesn't change */
85         int boundary;                   /* prev block is at a boundary */
86         get_block_t *get_block;         /* block mapping function */
87         dio_submit_t *submit_io;        /* IO submition function */
88
89         loff_t logical_offset_in_bio;   /* current first logical block in bio */
90         sector_t final_block_in_bio;    /* current final block in bio + 1 */
91         sector_t next_block_for_io;     /* next block to be put under IO,
92                                            in dio_blocks units */
93
94         /*
95          * Deferred addition of a page to the dio.  These variables are
96          * private to dio_send_cur_page(), submit_page_section() and
97          * dio_bio_add_page().
98          */
99         struct page *cur_page;          /* The page */
100         unsigned cur_page_offset;       /* Offset into it, in bytes */
101         unsigned cur_page_len;          /* Nr of bytes at cur_page_offset */
102         sector_t cur_page_block;        /* Where it starts */
103         loff_t cur_page_fs_offset;      /* Offset in file */
104
105         struct iov_iter *iter;
106         /*
107          * Page queue.  These variables belong to dio_refill_pages() and
108          * dio_get_page().
109          */
110         unsigned head;                  /* next page to process */
111         unsigned tail;                  /* last valid page + 1 */
112         size_t from, to;
113 };
114
115 /* dio_state communicated between submission path and end_io */
116 struct dio {
117         int flags;                      /* doesn't change */
118         int op;
119         int op_flags;
120         blk_qc_t bio_cookie;
121         struct gendisk *bio_disk;
122         struct inode *inode;
123         loff_t i_size;                  /* i_size when submitted */
124         dio_iodone_t *end_io;           /* IO completion function */
125
126         void *private;                  /* copy from map_bh.b_private */
127
128         /* BIO completion state */
129         spinlock_t bio_lock;            /* protects BIO fields below */
130         int page_errors;                /* errno from get_user_pages() */
131         int is_async;                   /* is IO async ? */
132         bool defer_completion;          /* defer AIO completion to workqueue? */
133         bool should_dirty;              /* if pages should be dirtied */
134         int io_error;                   /* IO error in completion path */
135         unsigned long refcount;         /* direct_io_worker() and bios */
136         struct bio *bio_list;           /* singly linked via bi_private */
137         struct task_struct *waiter;     /* waiting task (NULL if none) */
138
139         /* AIO related stuff */
140         struct kiocb *iocb;             /* kiocb */
141         ssize_t result;                 /* IO result */
142
143         /*
144          * pages[] (and any fields placed after it) are not zeroed out at
145          * allocation time.  Don't add new fields after pages[] unless you
146          * wish that they not be zeroed.
147          */
148         union {
149                 struct page *pages[DIO_PAGES];  /* page buffer */
150                 struct work_struct complete_work;/* deferred AIO completion */
151         };
152 } ____cacheline_aligned_in_smp;
153
154 static struct kmem_cache *dio_cache __read_mostly;
155
156 /*
157  * How many pages are in the queue?
158  */
159 static inline unsigned dio_pages_present(struct dio_submit *sdio)
160 {
161         return sdio->tail - sdio->head;
162 }
163
164 /*
165  * Go grab and pin some userspace pages.   Typically we'll get 64 at a time.
166  */
167 static inline int dio_refill_pages(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
168 {
169         ssize_t ret;
170
171         ret = iov_iter_get_pages(sdio->iter, dio->pages, LONG_MAX, DIO_PAGES,
172                                 &sdio->from);
173
174         if (ret < 0 && sdio->blocks_available && (dio->op == REQ_OP_WRITE)) {
175                 struct page *page = ZERO_PAGE(0);
176                 /*
177                  * A memory fault, but the filesystem has some outstanding
178                  * mapped blocks.  We need to use those blocks up to avoid
179                  * leaking stale data in the file.
180                  */
181                 if (dio->page_errors == 0)
182                         dio->page_errors = ret;
183                 get_page(page);
184                 dio->pages[0] = page;
185                 sdio->head = 0;
186                 sdio->tail = 1;
187                 sdio->from = 0;
188                 sdio->to = PAGE_SIZE;
189                 return 0;
190         }
191
192         if (ret >= 0) {
193                 iov_iter_advance(sdio->iter, ret);
194                 ret += sdio->from;
195                 sdio->head = 0;
196                 sdio->tail = (ret + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
197                 sdio->to = ((ret - 1) & (PAGE_SIZE - 1)) + 1;
198                 return 0;
199         }
200         return ret;     
201 }
202
203 /*
204  * Get another userspace page.  Returns an ERR_PTR on error.  Pages are
205  * buffered inside the dio so that we can call get_user_pages() against a
206  * decent number of pages, less frequently.  To provide nicer use of the
207  * L1 cache.
208  */
209 static inline struct page *dio_get_page(struct dio *dio,
210                                         struct dio_submit *sdio)
211 {
212         if (dio_pages_present(sdio) == 0) {
213                 int ret;
214
215                 ret = dio_refill_pages(dio, sdio);
216                 if (ret)
217                         return ERR_PTR(ret);
218                 BUG_ON(dio_pages_present(sdio) == 0);
219         }
220         return dio->pages[sdio->head];
221 }
222
223 /*
224  * dio_complete() - called when all DIO BIO I/O has been completed
225  *
226  * This drops i_dio_count, lets interested parties know that a DIO operation
227  * has completed, and calculates the resulting return code for the operation.
228  *
229  * It lets the filesystem know if it registered an interest earlier via
230  * get_block.  Pass the private field of the map buffer_head so that
231  * filesystems can use it to hold additional state between get_block calls and
232  * dio_complete.
233  */
234 static ssize_t dio_complete(struct dio *dio, ssize_t ret, unsigned int flags)
235 {
236         loff_t offset = dio->iocb->ki_pos;
237         ssize_t transferred = 0;
238         int err;
239
240         /*
241          * AIO submission can race with bio completion to get here while
242          * expecting to have the last io completed by bio completion.
243          * In that case -EIOCBQUEUED is in fact not an error we want
244          * to preserve through this call.
245          */
246         if (ret == -EIOCBQUEUED)
247                 ret = 0;
248
249         if (dio->result) {
250                 transferred = dio->result;
251
252                 /* Check for short read case */
253                 if ((dio->op == REQ_OP_READ) &&
254                     ((offset + transferred) > dio->i_size))
255                         transferred = dio->i_size - offset;
256                 /* ignore EFAULT if some IO has been done */
257                 if (unlikely(ret == -EFAULT) && transferred)
258                         ret = 0;
259         }
260
261         if (ret == 0)
262                 ret = dio->page_errors;
263         if (ret == 0)
264                 ret = dio->io_error;
265         if (ret == 0)
266                 ret = transferred;
267
268         if (dio->end_io) {
269                 // XXX: ki_pos??
270                 err = dio->end_io(dio->iocb, offset, ret, dio->private);
271                 if (err)
272                         ret = err;
273         }
274
275         /*
276          * Try again to invalidate clean pages which might have been cached by
277          * non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages() if the source
278          * of the write was an mmap'ed region of the file we're writing.  Either
279          * one is a pretty crazy thing to do, so we don't support it 100%.  If
280          * this invalidation fails, tough, the write still worked...
281          *
282          * And this page cache invalidation has to be after dio->end_io(), as
283          * some filesystems convert unwritten extents to real allocations in
284          * end_io() when necessary, otherwise a racing buffer read would cache
285          * zeros from unwritten extents.
286          */
287         if (flags & DIO_COMPLETE_INVALIDATE &&
288             ret > 0 && dio->op == REQ_OP_WRITE &&
289             dio->inode->i_mapping->nrpages) {
290                 err = invalidate_inode_pages2_range(dio->inode->i_mapping,
291                                         offset >> PAGE_SHIFT,
292                                         (offset + ret - 1) >> PAGE_SHIFT);
293                 if (err)
294                         dio_warn_stale_pagecache(dio->iocb->ki_filp);
295         }
296
297         inode_dio_end(dio->inode);
298
299         if (flags & DIO_COMPLETE_ASYNC) {
300                 /*
301                  * generic_write_sync expects ki_pos to have been updated
302                  * already, but the submission path only does this for
303                  * synchronous I/O.
304                  */
305                 dio->iocb->ki_pos += transferred;
306
307                 if (ret > 0 && dio->op == REQ_OP_WRITE)
308                         ret = generic_write_sync(dio->iocb, ret);
309                 dio->iocb->ki_complete(dio->iocb, ret, 0);
310         }
311
312         kmem_cache_free(dio_cache, dio);
313         return ret;
314 }
315
316 static void dio_aio_complete_work(struct work_struct *work)
317 {
318         struct dio *dio = container_of(work, struct dio, complete_work);
319
320         dio_complete(dio, 0, DIO_COMPLETE_ASYNC | DIO_COMPLETE_INVALIDATE);
321 }
322
323 static blk_status_t dio_bio_complete(struct dio *dio, struct bio *bio);
324
325 /*
326  * Asynchronous IO callback. 
327  */
328 static void dio_bio_end_aio(struct bio *bio)
329 {
330         struct dio *dio = bio->bi_private;
331         unsigned long remaining;
332         unsigned long flags;
333         bool defer_completion = false;
334
335         /* cleanup the bio */
336         dio_bio_complete(dio, bio);
337
338         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
339         remaining = --dio->refcount;
340         if (remaining == 1 && dio->waiter)
341                 wake_up_process(dio->waiter);
342         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
343
344         if (remaining == 0) {
345                 /*
346                  * Defer completion when defer_completion is set or
347                  * when the inode has pages mapped and this is AIO write.
348                  * We need to invalidate those pages because there is a
349                  * chance they contain stale data in the case buffered IO
350                  * went in between AIO submission and completion into the
351                  * same region.
352                  */
353                 if (dio->result)
354                         defer_completion = dio->defer_completion ||
355                                            (dio->op == REQ_OP_WRITE &&
356                                             dio->inode->i_mapping->nrpages);
357                 if (defer_completion) {
358                         INIT_WORK(&dio->complete_work, dio_aio_complete_work);
359                         queue_work(dio->inode->i_sb->s_dio_done_wq,
360                                    &dio->complete_work);
361                 } else {
362                         dio_complete(dio, 0, DIO_COMPLETE_ASYNC);
363                 }
364         }
365 }
366
367 /*
368  * The BIO completion handler simply queues the BIO up for the process-context
369  * handler.
370  *
371  * During I/O bi_private points at the dio.  After I/O, bi_private is used to
372  * implement a singly-linked list of completed BIOs, at dio->bio_list.
373  */
374 static void dio_bio_end_io(struct bio *bio)
375 {
376         struct dio *dio = bio->bi_private;
377         unsigned long flags;
378
379         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
380         bio->bi_private = dio->bio_list;
381         dio->bio_list = bio;
382         if (--dio->refcount == 1 && dio->waiter)
383                 wake_up_process(dio->waiter);
384         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
385 }
386
387 /**
388  * dio_end_io - handle the end io action for the given bio
389  * @bio: The direct io bio thats being completed
390  *
391  * This is meant to be called by any filesystem that uses their own dio_submit_t
392  * so that the DIO specific endio actions are dealt with after the filesystem
393  * has done it's completion work.
394  */
395 void dio_end_io(struct bio *bio)
396 {
397         struct dio *dio = bio->bi_private;
398
399         if (dio->is_async)
400                 dio_bio_end_aio(bio);
401         else
402                 dio_bio_end_io(bio);
403 }
404 EXPORT_SYMBOL_GPL(dio_end_io);
405
406 static inline void
407 dio_bio_alloc(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
408               struct block_device *bdev,
409               sector_t first_sector, int nr_vecs)
410 {
411         struct bio *bio;
412
413         /*
414          * bio_alloc() is guaranteed to return a bio when allowed to sleep and
415          * we request a valid number of vectors.
416          */
417         bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_vecs);
418
419         bio_set_dev(bio, bdev);
420         bio->bi_iter.bi_sector = first_sector;
421         bio_set_op_attrs(bio, dio->op, dio->op_flags);
422         if (dio->is_async)
423                 bio->bi_end_io = dio_bio_end_aio;
424         else
425                 bio->bi_end_io = dio_bio_end_io;
426
427         bio->bi_write_hint = dio->iocb->ki_hint;
428
429         sdio->bio = bio;
430         sdio->logical_offset_in_bio = sdio->cur_page_fs_offset;
431 }
432
433 /*
434  * In the AIO read case we speculatively dirty the pages before starting IO.
435  * During IO completion, any of these pages which happen to have been written
436  * back will be redirtied by bio_check_pages_dirty().
437  *
438  * bios hold a dio reference between submit_bio and ->end_io.
439  */
440 static inline void dio_bio_submit(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
441 {
442         struct bio *bio = sdio->bio;
443         unsigned long flags;
444
445         bio->bi_private = dio;
446
447         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
448         dio->refcount++;
449         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
450
451         if (dio->is_async && dio->op == REQ_OP_READ && dio->should_dirty)
452                 bio_set_pages_dirty(bio);
453
454         dio->bio_disk = bio->bi_disk;
455
456         if (sdio->submit_io) {
457                 sdio->submit_io(bio, dio->inode, sdio->logical_offset_in_bio);
458                 dio->bio_cookie = BLK_QC_T_NONE;
459         } else
460                 dio->bio_cookie = submit_bio(bio);
461
462         sdio->bio = NULL;
463         sdio->boundary = 0;
464         sdio->logical_offset_in_bio = 0;
465 }
466
467 /*
468  * Release any resources in case of a failure
469  */
470 static inline void dio_cleanup(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
471 {
472         while (sdio->head < sdio->tail)
473                 put_page(dio->pages[sdio->head++]);
474 }
475
476 /*
477  * Wait for the next BIO to complete.  Remove it and return it.  NULL is
478  * returned once all BIOs have been completed.  This must only be called once
479  * all bios have been issued so that dio->refcount can only decrease.  This
480  * requires that that the caller hold a reference on the dio.
481  */
482 static struct bio *dio_await_one(struct dio *dio)
483 {
484         unsigned long flags;
485         struct bio *bio = NULL;
486
487         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
488
489         /*
490          * Wait as long as the list is empty and there are bios in flight.  bio
491          * completion drops the count, maybe adds to the list, and wakes while
492          * holding the bio_lock so we don't need set_current_state()'s barrier
493          * and can call it after testing our condition.
494          */
495         while (dio->refcount > 1 && dio->bio_list == NULL) {
496                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
497                 dio->waiter = current;
498                 spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
499                 if (!(dio->iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
500                     !blk_poll(dio->bio_disk->queue, dio->bio_cookie, true))
501                         io_schedule();
502                 /* wake up sets us TASK_RUNNING */
503                 spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
504                 dio->waiter = NULL;
505         }
506         if (dio->bio_list) {
507                 bio = dio->bio_list;
508                 dio->bio_list = bio->bi_private;
509         }
510         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
511         return bio;
512 }
513
514 /*
515  * Process one completed BIO.  No locks are held.
516  */
517 static blk_status_t dio_bio_complete(struct dio *dio, struct bio *bio)
518 {
519         blk_status_t err = bio->bi_status;
520         bool should_dirty = dio->op == REQ_OP_READ && dio->should_dirty;
521
522         if (err) {
523                 if (err == BLK_STS_AGAIN && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
524                         dio->io_error = -EAGAIN;
525                 else
526                         dio->io_error = -EIO;
527         }
528
529         if (dio->is_async && should_dirty) {
530                 bio_check_pages_dirty(bio);     /* transfers ownership */
531         } else {
532                 bio_release_pages(bio, should_dirty);
533                 bio_put(bio);
534         }
535         return err;
536 }
537
538 /*
539  * Wait on and process all in-flight BIOs.  This must only be called once
540  * all bios have been issued so that the refcount can only decrease.
541  * This just waits for all bios to make it through dio_bio_complete.  IO
542  * errors are propagated through dio->io_error and should be propagated via
543  * dio_complete().
544  */
545 static void dio_await_completion(struct dio *dio)
546 {
547         struct bio *bio;
548         do {
549                 bio = dio_await_one(dio);
550                 if (bio)
551                         dio_bio_complete(dio, bio);
552         } while (bio);
553 }
554
555 /*
556  * A really large O_DIRECT read or write can generate a lot of BIOs.  So
557  * to keep the memory consumption sane we periodically reap any completed BIOs
558  * during the BIO generation phase.
559  *
560  * This also helps to limit the peak amount of pinned userspace memory.
561  */
562 static inline int dio_bio_reap(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio)
563 {
564         int ret = 0;
565
566         if (sdio->reap_counter++ >= 64) {
567                 while (dio->bio_list) {
568                         unsigned long flags;
569                         struct bio *bio;
570                         int ret2;
571
572                         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
573                         bio = dio->bio_list;
574                         dio->bio_list = bio->bi_private;
575                         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
576                         ret2 = blk_status_to_errno(dio_bio_complete(dio, bio));
577                         if (ret == 0)
578                                 ret = ret2;
579                 }
580                 sdio->reap_counter = 0;
581         }
582         return ret;
583 }
584
585 /*
586  * Create workqueue for deferred direct IO completions. We allocate the
587  * workqueue when it's first needed. This avoids creating workqueue for
588  * filesystems that don't need it and also allows us to create the workqueue
589  * late enough so the we can include s_id in the name of the workqueue.
590  */
591 int sb_init_dio_done_wq(struct super_block *sb)
592 {
593         struct workqueue_struct *old;
594         struct workqueue_struct *wq = alloc_workqueue("dio/%s",
595                                                       WQ_MEM_RECLAIM, 0,
596                                                       sb->s_id);
597         if (!wq)
598                 return -ENOMEM;
599         /*
600          * This has to be atomic as more DIOs can race to create the workqueue
601          */
602         old = cmpxchg(&sb->s_dio_done_wq, NULL, wq);
603         /* Someone created workqueue before us? Free ours... */
604         if (old)
605                 destroy_workqueue(wq);
606         return 0;
607 }
608
609 static int dio_set_defer_completion(struct dio *dio)
610 {
611         struct super_block *sb = dio->inode->i_sb;
612
613         if (dio->defer_completion)
614                 return 0;
615         dio->defer_completion = true;
616         if (!sb->s_dio_done_wq)
617                 return sb_init_dio_done_wq(sb);
618         return 0;
619 }
620
621 /*
622  * Call into the fs to map some more disk blocks.  We record the current number
623  * of available blocks at sdio->blocks_available.  These are in units of the
624  * fs blocksize, i_blocksize(inode).
625  *
626  * The fs is allowed to map lots of blocks at once.  If it wants to do that,
627  * it uses the passed inode-relative block number as the file offset, as usual.
628  *
629  * get_block() is passed the number of i_blkbits-sized blocks which direct_io
630  * has remaining to do.  The fs should not map more than this number of blocks.
631  *
632  * If the fs has mapped a lot of blocks, it should populate bh->b_size to
633  * indicate how much contiguous disk space has been made available at
634  * bh->b_blocknr.
635  *
636  * If *any* of the mapped blocks are new, then the fs must set buffer_new().
637  * This isn't very efficient...
638  *
639  * In the case of filesystem holes: the fs may return an arbitrarily-large
640  * hole by returning an appropriate value in b_size and by clearing
641  * buffer_mapped().  However the direct-io code will only process holes one
642  * block at a time - it will repeatedly call get_block() as it walks the hole.
643  */
644 static int get_more_blocks(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
645                            struct buffer_head *map_bh)
646 {
647         int ret;
648         sector_t fs_startblk;   /* Into file, in filesystem-sized blocks */
649         sector_t fs_endblk;     /* Into file, in filesystem-sized blocks */
650         unsigned long fs_count; /* Number of filesystem-sized blocks */
651         int create;
652         unsigned int i_blkbits = sdio->blkbits + sdio->blkfactor;
653         loff_t i_size;
654
655         /*
656          * If there was a memory error and we've overwritten all the
657          * mapped blocks then we can now return that memory error
658          */
659         ret = dio->page_errors;
660         if (ret == 0) {
661                 BUG_ON(sdio->block_in_file >= sdio->final_block_in_request);
662                 fs_startblk = sdio->block_in_file >> sdio->blkfactor;
663                 fs_endblk = (sdio->final_block_in_request - 1) >>
664                                         sdio->blkfactor;
665                 fs_count = fs_endblk - fs_startblk + 1;
666
667                 map_bh->b_state = 0;
668                 map_bh->b_size = fs_count << i_blkbits;
669
670                 /*
671                  * For writes that could fill holes inside i_size on a
672                  * DIO_SKIP_HOLES filesystem we forbid block creations: only
673                  * overwrites are permitted. We will return early to the caller
674                  * once we see an unmapped buffer head returned, and the caller
675                  * will fall back to buffered I/O.
676                  *
677                  * Otherwise the decision is left to the get_blocks method,
678                  * which may decide to handle it or also return an unmapped
679                  * buffer head.
680                  */
681                 create = dio->op == REQ_OP_WRITE;
682                 if (dio->flags & DIO_SKIP_HOLES) {
683                         i_size = i_size_read(dio->inode);
684                         if (i_size && fs_startblk <= (i_size - 1) >> i_blkbits)
685                                 create = 0;
686                 }
687
688                 ret = (*sdio->get_block)(dio->inode, fs_startblk,
689                                                 map_bh, create);
690
691                 /* Store for completion */
692                 dio->private = map_bh->b_private;
693
694                 if (ret == 0 && buffer_defer_completion(map_bh))
695                         ret = dio_set_defer_completion(dio);
696         }
697         return ret;
698 }
699
700 /*
701  * There is no bio.  Make one now.
702  */
703 static inline int dio_new_bio(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
704                 sector_t start_sector, struct buffer_head *map_bh)
705 {
706         sector_t sector;
707         int ret, nr_pages;
708
709         ret = dio_bio_reap(dio, sdio);
710         if (ret)
711                 goto out;
712         sector = start_sector << (sdio->blkbits - 9);
713         nr_pages = min(sdio->pages_in_io, BIO_MAX_PAGES);
714         BUG_ON(nr_pages <= 0);
715         dio_bio_alloc(dio, sdio, map_bh->b_bdev, sector, nr_pages);
716         sdio->boundary = 0;
717 out:
718         return ret;
719 }
720
721 /*
722  * Attempt to put the current chunk of 'cur_page' into the current BIO.  If
723  * that was successful then update final_block_in_bio and take a ref against
724  * the just-added page.
725  *
726  * Return zero on success.  Non-zero means the caller needs to start a new BIO.
727  */
728 static inline int dio_bio_add_page(struct dio_submit *sdio)
729 {
730         int ret;
731
732         ret = bio_add_page(sdio->bio, sdio->cur_page,
733                         sdio->cur_page_len, sdio->cur_page_offset);
734         if (ret == sdio->cur_page_len) {
735                 /*
736                  * Decrement count only, if we are done with this page
737                  */
738                 if ((sdio->cur_page_len + sdio->cur_page_offset) == PAGE_SIZE)
739                         sdio->pages_in_io--;
740                 get_page(sdio->cur_page);
741                 sdio->final_block_in_bio = sdio->cur_page_block +
742                         (sdio->cur_page_len >> sdio->blkbits);
743                 ret = 0;
744         } else {
745                 ret = 1;
746         }
747         return ret;
748 }
749                 
750 /*
751  * Put cur_page under IO.  The section of cur_page which is described by
752  * cur_page_offset,cur_page_len is put into a BIO.  The section of cur_page
753  * starts on-disk at cur_page_block.
754  *
755  * We take a ref against the page here (on behalf of its presence in the bio).
756  *
757  * The caller of this function is responsible for removing cur_page from the
758  * dio, and for dropping the refcount which came from that presence.
759  */
760 static inline int dio_send_cur_page(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
761                 struct buffer_head *map_bh)
762 {
763         int ret = 0;
764
765         if (sdio->bio) {
766                 loff_t cur_offset = sdio->cur_page_fs_offset;
767                 loff_t bio_next_offset = sdio->logical_offset_in_bio +
768                         sdio->bio->bi_iter.bi_size;
769
770                 /*
771                  * See whether this new request is contiguous with the old.
772                  *
773                  * Btrfs cannot handle having logically non-contiguous requests
774                  * submitted.  For example if you have
775                  *
776                  * Logical:  [0-4095][HOLE][8192-12287]
777                  * Physical: [0-4095]      [4096-8191]
778                  *
779                  * We cannot submit those pages together as one BIO.  So if our
780                  * current logical offset in the file does not equal what would
781                  * be the next logical offset in the bio, submit the bio we
782                  * have.
783                  */
784                 if (sdio->final_block_in_bio != sdio->cur_page_block ||
785                     cur_offset != bio_next_offset)
786                         dio_bio_submit(dio, sdio);
787         }
788
789         if (sdio->bio == NULL) {
790                 ret = dio_new_bio(dio, sdio, sdio->cur_page_block, map_bh);
791                 if (ret)
792                         goto out;
793         }
794
795         if (dio_bio_add_page(sdio) != 0) {
796                 dio_bio_submit(dio, sdio);
797                 ret = dio_new_bio(dio, sdio, sdio->cur_page_block, map_bh);
798                 if (ret == 0) {
799                         ret = dio_bio_add_page(sdio);
800                         BUG_ON(ret != 0);
801                 }
802         }
803 out:
804         return ret;
805 }
806
807 /*
808  * An autonomous function to put a chunk of a page under deferred IO.
809  *
810  * The caller doesn't actually know (or care) whether this piece of page is in
811  * a BIO, or is under IO or whatever.  We just take care of all possible 
812  * situations here.  The separation between the logic of do_direct_IO() and
813  * that of submit_page_section() is important for clarity.  Please don't break.
814  *
815  * The chunk of page starts on-disk at blocknr.
816  *
817  * We perform deferred IO, by recording the last-submitted page inside our
818  * private part of the dio structure.  If possible, we just expand the IO
819  * across that page here.
820  *
821  * If that doesn't work out then we put the old page into the bio and add this
822  * page to the dio instead.
823  */
824 static inline int
825 submit_page_section(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio, struct page *page,
826                     unsigned offset, unsigned len, sector_t blocknr,
827                     struct buffer_head *map_bh)
828 {
829         int ret = 0;
830
831         if (dio->op == REQ_OP_WRITE) {
832                 /*
833                  * Read accounting is performed in submit_bio()
834                  */
835                 task_io_account_write(len);
836         }
837
838         /*
839          * Can we just grow the current page's presence in the dio?
840          */
841         if (sdio->cur_page == page &&
842             sdio->cur_page_offset + sdio->cur_page_len == offset &&
843             sdio->cur_page_block +
844             (sdio->cur_page_len >> sdio->blkbits) == blocknr) {
845                 sdio->cur_page_len += len;
846                 goto out;
847         }
848
849         /*
850          * If there's a deferred page already there then send it.
851          */
852         if (sdio->cur_page) {
853                 ret = dio_send_cur_page(dio, sdio, map_bh);
854                 put_page(sdio->cur_page);
855                 sdio->cur_page = NULL;
856                 if (ret)
857                         return ret;
858         }
859
860         get_page(page);         /* It is in dio */
861         sdio->cur_page = page;
862         sdio->cur_page_offset = offset;
863         sdio->cur_page_len = len;
864         sdio->cur_page_block = blocknr;
865         sdio->cur_page_fs_offset = sdio->block_in_file << sdio->blkbits;
866 out:
867         /*
868          * If sdio->boundary then we want to schedule the IO now to
869          * avoid metadata seeks.
870          */
871         if (sdio->boundary) {
872                 ret = dio_send_cur_page(dio, sdio, map_bh);
873                 if (sdio->bio)
874                         dio_bio_submit(dio, sdio);
875                 put_page(sdio->cur_page);
876                 sdio->cur_page = NULL;
877         }
878         return ret;
879 }
880
881 /*
882  * If we are not writing the entire block and get_block() allocated
883  * the block for us, we need to fill-in the unused portion of the
884  * block with zeros. This happens only if user-buffer, fileoffset or
885  * io length is not filesystem block-size multiple.
886  *
887  * `end' is zero if we're doing the start of the IO, 1 at the end of the
888  * IO.
889  */
890 static inline void dio_zero_block(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
891                 int end, struct buffer_head *map_bh)
892 {
893         unsigned dio_blocks_per_fs_block;
894         unsigned this_chunk_blocks;     /* In dio_blocks */
895         unsigned this_chunk_bytes;
896         struct page *page;
897
898         sdio->start_zero_done = 1;
899         if (!sdio->blkfactor || !buffer_new(map_bh))
900                 return;
901
902         dio_blocks_per_fs_block = 1 << sdio->blkfactor;
903         this_chunk_blocks = sdio->block_in_file & (dio_blocks_per_fs_block - 1);
904
905         if (!this_chunk_blocks)
906                 return;
907
908         /*
909          * We need to zero out part of an fs block.  It is either at the
910          * beginning or the end of the fs block.
911          */
912         if (end) 
913                 this_chunk_blocks = dio_blocks_per_fs_block - this_chunk_blocks;
914
915         this_chunk_bytes = this_chunk_blocks << sdio->blkbits;
916
917         page = ZERO_PAGE(0);
918         if (submit_page_section(dio, sdio, page, 0, this_chunk_bytes,
919                                 sdio->next_block_for_io, map_bh))
920                 return;
921
922         sdio->next_block_for_io += this_chunk_blocks;
923 }
924
925 /*
926  * Walk the user pages, and the file, mapping blocks to disk and generating
927  * a sequence of (page,offset,len,block) mappings.  These mappings are injected
928  * into submit_page_section(), which takes care of the next stage of submission
929  *
930  * Direct IO against a blockdev is different from a file.  Because we can
931  * happily perform page-sized but 512-byte aligned IOs.  It is important that
932  * blockdev IO be able to have fine alignment and large sizes.
933  *
934  * So what we do is to permit the ->get_block function to populate bh.b_size
935  * with the size of IO which is permitted at this offset and this i_blkbits.
936  *
937  * For best results, the blockdev should be set up with 512-byte i_blkbits and
938  * it should set b_size to PAGE_SIZE or more inside get_block().  This gives
939  * fine alignment but still allows this function to work in PAGE_SIZE units.
940  */
941 static int do_direct_IO(struct dio *dio, struct dio_submit *sdio,
942                         struct buffer_head *map_bh)
943 {
944         const unsigned blkbits = sdio->blkbits;
945         const unsigned i_blkbits = blkbits + sdio->blkfactor;
946         int ret = 0;
947
948         while (sdio->block_in_file < sdio->final_block_in_request) {
949                 struct page *page;
950                 size_t from, to;
951
952                 page = dio_get_page(dio, sdio);
953                 if (IS_ERR(page)) {
954                         ret = PTR_ERR(page);
955                         goto out;
956                 }
957                 from = sdio->head ? 0 : sdio->from;
958                 to = (sdio->head == sdio->tail - 1) ? sdio->to : PAGE_SIZE;
959                 sdio->head++;
960
961                 while (from < to) {
962                         unsigned this_chunk_bytes;      /* # of bytes mapped */
963                         unsigned this_chunk_blocks;     /* # of blocks */
964                         unsigned u;
965
966                         if (sdio->blocks_available == 0) {
967                                 /*
968                                  * Need to go and map some more disk
969                                  */
970                                 unsigned long blkmask;
971                                 unsigned long dio_remainder;
972
973                                 ret = get_more_blocks(dio, sdio, map_bh);
974                                 if (ret) {
975                                         put_page(page);
976                                         goto out;
977                                 }
978                                 if (!buffer_mapped(map_bh))
979                                         goto do_holes;
980
981                                 sdio->blocks_available =
982                                                 map_bh->b_size >> blkbits;
983                                 sdio->next_block_for_io =
984                                         map_bh->b_blocknr << sdio->blkfactor;
985                                 if (buffer_new(map_bh)) {
986                                         clean_bdev_aliases(
987                                                 map_bh->b_bdev,
988                                                 map_bh->b_blocknr,
989                                                 map_bh->b_size >> i_blkbits);
990                                 }
991
992                                 if (!sdio->blkfactor)
993                                         goto do_holes;
994
995                                 blkmask = (1 << sdio->blkfactor) - 1;
996                                 dio_remainder = (sdio->block_in_file & blkmask);
997
998                                 /*
999                                  * If we are at the start of IO and that IO
1000                                  * starts partway into a fs-block,
1001                                  * dio_remainder will be non-zero.  If the IO
1002                                  * is a read then we can simply advance the IO
1003                                  * cursor to the first block which is to be
1004                                  * read.  But if the IO is a write and the
1005                                  * block was newly allocated we cannot do that;
1006                                  * the start of the fs block must be zeroed out
1007                                  * on-disk
1008                                  */
1009                                 if (!buffer_new(map_bh))
1010                                         sdio->next_block_for_io += dio_remainder;
1011                                 sdio->blocks_available -= dio_remainder;
1012                         }
1013 do_holes:
1014                         /* Handle holes */
1015                         if (!buffer_mapped(map_bh)) {
1016                                 loff_t i_size_aligned;
1017
1018                                 /* AKPM: eargh, -ENOTBLK is a hack */
1019                                 if (dio->op == REQ_OP_WRITE) {
1020                                         put_page(page);
1021                                         return -ENOTBLK;
1022                                 }
1023
1024                                 /*
1025                                  * Be sure to account for a partial block as the
1026                                  * last block in the file
1027                                  */
1028                                 i_size_aligned = ALIGN(i_size_read(dio->inode),
1029                                                         1 << blkbits);
1030                                 if (sdio->block_in_file >=
1031                                                 i_size_aligned >> blkbits) {
1032                                         /* We hit eof */
1033                                         put_page(page);
1034                                         goto out;
1035                                 }
1036                                 zero_user(page, from, 1 << blkbits);
1037                                 sdio->block_in_file++;
1038                                 from += 1 << blkbits;
1039                                 dio->result += 1 << blkbits;
1040                                 goto next_block;
1041                         }
1042
1043                         /*
1044                          * If we're performing IO which has an alignment which
1045                          * is finer than the underlying fs, go check to see if
1046                          * we must zero out the start of this block.
1047                          */
1048                         if (unlikely(sdio->blkfactor && !sdio->start_zero_done))
1049                                 dio_zero_block(dio, sdio, 0, map_bh);
1050
1051                         /*
1052                          * Work out, in this_chunk_blocks, how much disk we
1053                          * can add to this page
1054                          */
1055                         this_chunk_blocks = sdio->blocks_available;
1056                         u = (to - from) >> blkbits;
1057                         if (this_chunk_blocks > u)
1058                                 this_chunk_blocks = u;
1059                         u = sdio->final_block_in_request - sdio->block_in_file;
1060                         if (this_chunk_blocks > u)
1061                                 this_chunk_blocks = u;
1062                         this_chunk_bytes = this_chunk_blocks << blkbits;
1063                         BUG_ON(this_chunk_bytes == 0);
1064
1065                         if (this_chunk_blocks == sdio->blocks_available)
1066                                 sdio->boundary = buffer_boundary(map_bh);
1067                         ret = submit_page_section(dio, sdio, page,
1068                                                   from,
1069                                                   this_chunk_bytes,
1070                                                   sdio->next_block_for_io,
1071                                                   map_bh);
1072                         if (ret) {
1073                                 put_page(page);
1074                                 goto out;
1075                         }
1076                         sdio->next_block_for_io += this_chunk_blocks;
1077
1078                         sdio->block_in_file += this_chunk_blocks;
1079                         from += this_chunk_bytes;
1080                         dio->result += this_chunk_bytes;
1081                         sdio->blocks_available -= this_chunk_blocks;
1082 next_block:
1083                         BUG_ON(sdio->block_in_file > sdio->final_block_in_request);
1084                         if (sdio->block_in_file == sdio->final_block_in_request)
1085                                 break;
1086                 }
1087
1088                 /* Drop the ref which was taken in get_user_pages() */
1089                 put_page(page);
1090         }
1091 out:
1092         return ret;
1093 }
1094
1095 static inline int drop_refcount(struct dio *dio)
1096 {
1097         int ret2;
1098         unsigned long flags;
1099
1100         /*
1101          * Sync will always be dropping the final ref and completing the
1102          * operation.  AIO can if it was a broken operation described above or
1103          * in fact if all the bios race to complete before we get here.  In
1104          * that case dio_complete() translates the EIOCBQUEUED into the proper
1105          * return code that the caller will hand to ->complete().
1106          *
1107          * This is managed by the bio_lock instead of being an atomic_t so that
1108          * completion paths can drop their ref and use the remaining count to
1109          * decide to wake the submission path atomically.
1110          */
1111         spin_lock_irqsave(&dio->bio_lock, flags);
1112         ret2 = --dio->refcount;
1113         spin_unlock_irqrestore(&dio->bio_lock, flags);
1114         return ret2;
1115 }
1116
1117 /*
1118  * This is a library function for use by filesystem drivers.
1119  *
1120  * The locking rules are governed by the flags parameter:
1121  *  - if the flags value contains DIO_LOCKING we use a fancy locking
1122  *    scheme for dumb filesystems.
1123  *    For writes this function is called under i_mutex and returns with
1124  *    i_mutex held, for reads, i_mutex is not held on entry, but it is
1125  *    taken and dropped again before returning.
1126  *  - if the flags value does NOT contain DIO_LOCKING we don't use any
1127  *    internal locking but rather rely on the filesystem to synchronize
1128  *    direct I/O reads/writes versus each other and truncate.
1129  *
1130  * To help with locking against truncate we incremented the i_dio_count
1131  * counter before starting direct I/O, and decrement it once we are done.
1132  * Truncate can wait for it to reach zero to provide exclusion.  It is
1133  * expected that filesystem provide exclusion between new direct I/O
1134  * and truncates.  For DIO_LOCKING filesystems this is done by i_mutex,
1135  * but other filesystems need to take care of this on their own.
1136  *
1137  * NOTE: if you pass "sdio" to anything by pointer make sure that function
1138  * is always inlined. Otherwise gcc is unable to split the structure into
1139  * individual fields and will generate much worse code. This is important
1140  * for the whole file.
1141  */
1142 static inline ssize_t
1143 do_blockdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
1144                       struct block_device *bdev, struct iov_iter *iter,
1145                       get_block_t get_block, dio_iodone_t end_io,
1146                       dio_submit_t submit_io, int flags)
1147 {
1148         unsigned i_blkbits = READ_ONCE(inode->i_blkbits);
1149         unsigned blkbits = i_blkbits;
1150         unsigned blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1151         ssize_t retval = -EINVAL;
1152         const size_t count = iov_iter_count(iter);
1153         loff_t offset = iocb->ki_pos;
1154         const loff_t end = offset + count;
1155         struct dio *dio;
1156         struct dio_submit sdio = { 0, };
1157         struct buffer_head map_bh = { 0, };
1158         struct blk_plug plug;
1159         unsigned long align = offset | iov_iter_alignment(iter);
1160
1161         /*
1162          * Avoid references to bdev if not absolutely needed to give
1163          * the early prefetch in the caller enough time.
1164          */
1165
1166         if (align & blocksize_mask) {
1167                 if (bdev)
1168                         blkbits = blksize_bits(bdev_logical_block_size(bdev));
1169                 blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
1170                 if (align & blocksize_mask)
1171                         goto out;
1172         }
1173
1174         /* watch out for a 0 len io from a tricksy fs */
1175         if (iov_iter_rw(iter) == READ && !count)
1176                 return 0;
1177
1178         dio = kmem_cache_alloc(dio_cache, GFP_KERNEL);
1179         retval = -ENOMEM;
1180         if (!dio)
1181                 goto out;
1182         /*
1183          * Believe it or not, zeroing out the page array caused a .5%
1184          * performance regression in a database benchmark.  So, we take
1185          * care to only zero out what's needed.
1186          */
1187         memset(dio, 0, offsetof(struct dio, pages));
1188
1189         dio->flags = flags;
1190         if (dio->flags & DIO_LOCKING) {
1191                 if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
1192                         struct address_space *mapping =
1193                                         iocb->ki_filp->f_mapping;
1194
1195                         /* will be released by direct_io_worker */
1196                         inode_lock(inode);
1197
1198                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping, offset,
1199                                                               end - 1);
1200                         if (retval) {
1201                                 inode_unlock(inode);
1202                                 kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1203                                 goto out;
1204                         }
1205                 }
1206         }
1207
1208         /* Once we sampled i_size check for reads beyond EOF */
1209         dio->i_size = i_size_read(inode);
1210         if (iov_iter_rw(iter) == READ && offset >= dio->i_size) {
1211                 if (dio->flags & DIO_LOCKING)
1212                         inode_unlock(inode);
1213                 kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1214                 retval = 0;
1215                 goto out;
1216         }
1217
1218         /*
1219          * For file extending writes updating i_size before data writeouts
1220          * complete can expose uninitialized blocks in dumb filesystems.
1221          * In that case we need to wait for I/O completion even if asked
1222          * for an asynchronous write.
1223          */
1224         if (is_sync_kiocb(iocb))
1225                 dio->is_async = false;
1226         else if (iov_iter_rw(iter) == WRITE && end > i_size_read(inode))
1227                 dio->is_async = false;
1228         else
1229                 dio->is_async = true;
1230
1231         dio->inode = inode;
1232         if (iov_iter_rw(iter) == WRITE) {
1233                 dio->op = REQ_OP_WRITE;
1234                 dio->op_flags = REQ_SYNC | REQ_IDLE;
1235                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1236                         dio->op_flags |= REQ_NOWAIT;
1237         } else {
1238                 dio->op = REQ_OP_READ;
1239         }
1240         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
1241                 dio->op_flags |= REQ_HIPRI;
1242
1243         /*
1244          * For AIO O_(D)SYNC writes we need to defer completions to a workqueue
1245          * so that we can call ->fsync.
1246          */
1247         if (dio->is_async && iov_iter_rw(iter) == WRITE) {
1248                 retval = 0;
1249                 if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
1250                         retval = dio_set_defer_completion(dio);
1251                 else if (!dio->inode->i_sb->s_dio_done_wq) {
1252                         /*
1253                          * In case of AIO write racing with buffered read we
1254                          * need to defer completion. We can't decide this now,
1255                          * however the workqueue needs to be initialized here.
1256                          */
1257                         retval = sb_init_dio_done_wq(dio->inode->i_sb);
1258                 }
1259                 if (retval) {
1260                         /*
1261                          * We grab i_mutex only for reads so we don't have
1262                          * to release it here
1263                          */
1264                         kmem_cache_free(dio_cache, dio);
1265                         goto out;
1266                 }
1267         }
1268
1269         /*
1270          * Will be decremented at I/O completion time.
1271          */
1272         inode_dio_begin(inode);
1273
1274         retval = 0;
1275         sdio.blkbits = blkbits;
1276         sdio.blkfactor = i_blkbits - blkbits;
1277         sdio.block_in_file = offset >> blkbits;
1278
1279         sdio.get_block = get_block;
1280         dio->end_io = end_io;
1281         sdio.submit_io = submit_io;
1282         sdio.final_block_in_bio = -1;
1283         sdio.next_block_for_io = -1;
1284
1285         dio->iocb = iocb;
1286
1287         spin_lock_init(&dio->bio_lock);
1288         dio->refcount = 1;
1289
1290         dio->should_dirty = iter_is_iovec(iter) && iov_iter_rw(iter) == READ;
1291         sdio.iter = iter;
1292         sdio.final_block_in_request = end >> blkbits;
1293
1294         /*
1295          * In case of non-aligned buffers, we may need 2 more
1296          * pages since we need to zero out first and last block.
1297          */
1298         if (unlikely(sdio.blkfactor))
1299                 sdio.pages_in_io = 2;
1300
1301         sdio.pages_in_io += iov_iter_npages(iter, INT_MAX);
1302
1303         blk_start_plug(&plug);
1304
1305         retval = do_direct_IO(dio, &sdio, &map_bh);
1306         if (retval)
1307                 dio_cleanup(dio, &sdio);
1308
1309         if (retval == -ENOTBLK) {
1310                 /*
1311                  * The remaining part of the request will be
1312                  * be handled by buffered I/O when we return
1313                  */
1314                 retval = 0;
1315         }
1316         /*
1317          * There may be some unwritten disk at the end of a part-written
1318          * fs-block-sized block.  Go zero that now.
1319          */
1320         dio_zero_block(dio, &sdio, 1, &map_bh);
1321
1322         if (sdio.cur_page) {
1323                 ssize_t ret2;
1324
1325                 ret2 = dio_send_cur_page(dio, &sdio, &map_bh);
1326                 if (retval == 0)
1327                         retval = ret2;
1328                 put_page(sdio.cur_page);
1329                 sdio.cur_page = NULL;
1330         }
1331         if (sdio.bio)
1332                 dio_bio_submit(dio, &sdio);
1333
1334         blk_finish_plug(&plug);
1335
1336         /*
1337          * It is possible that, we return short IO due to end of file.
1338          * In that case, we need to release all the pages we got hold on.
1339          */
1340         dio_cleanup(dio, &sdio);
1341
1342         /*
1343          * All block lookups have been performed. For READ requests
1344          * we can let i_mutex go now that its achieved its purpose
1345          * of protecting us from looking up uninitialized blocks.
1346          */
1347         if (iov_iter_rw(iter) == READ && (dio->flags & DIO_LOCKING))
1348                 inode_unlock(dio->inode);
1349
1350         /*
1351          * The only time we want to leave bios in flight is when a successful
1352          * partial aio read or full aio write have been setup.  In that case
1353          * bio completion will call aio_complete.  The only time it's safe to
1354          * call aio_complete is when we return -EIOCBQUEUED, so we key on that.
1355          * This had *better* be the only place that raises -EIOCBQUEUED.
1356          */
1357         BUG_ON(retval == -EIOCBQUEUED);
1358         if (dio->is_async && retval == 0 && dio->result &&
1359             (iov_iter_rw(iter) == READ || dio->result == count))
1360                 retval = -EIOCBQUEUED;
1361         else
1362                 dio_await_completion(dio);
1363
1364         if (drop_refcount(dio) == 0) {
1365                 retval = dio_complete(dio, retval, DIO_COMPLETE_INVALIDATE);
1366         } else
1367                 BUG_ON(retval != -EIOCBQUEUED);
1368
1369 out:
1370         return retval;
1371 }
1372
1373 ssize_t __blockdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct inode *inode,
1374                              struct block_device *bdev, struct iov_iter *iter,
1375                              get_block_t get_block,
1376                              dio_iodone_t end_io, dio_submit_t submit_io,
1377                              int flags)
1378 {
1379         /*
1380          * The block device state is needed in the end to finally
1381          * submit everything.  Since it's likely to be cache cold
1382          * prefetch it here as first thing to hide some of the
1383          * latency.
1384          *
1385          * Attempt to prefetch the pieces we likely need later.
1386          */
1387         prefetch(&bdev->bd_disk->part_tbl);
1388         prefetch(bdev->bd_queue);
1389         prefetch((char *)bdev->bd_queue + SMP_CACHE_BYTES);
1390
1391         return do_blockdev_direct_IO(iocb, inode, bdev, iter, get_block,
1392                                      end_io, submit_io, flags);
1393 }
1394
1395 EXPORT_SYMBOL(__blockdev_direct_IO);
1396
1397 static __init int dio_init(void)
1398 {
1399         dio_cache = KMEM_CACHE(dio, SLAB_PANIC);
1400         return 0;
1401 }
1402 module_init(dio_init)