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