fs/iomap/direct-io.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2010 Red Hat, Inc.
   4  * Copyright (c) 2016-2021 Christoph Hellwig.
   5  */
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/compiler.h>
   8 #include <linux/fs.h>
   9 #include <linux/fscrypt.h>
  10 #include <linux/pagemap.h>
  11 #include <linux/iomap.h>
  12 #include <linux/backing-dev.h>
  13 #include <linux/uio.h>
  14 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  15 #include "trace.h"
  16
  17 #include "../internal.h"
  18
  19 /*
  20  * Private flags for iomap_dio, must not overlap with the public ones in
  21  * iomap.h:
  22  */
  23 #define IOMAP_DIO_CALLER_COMP   (1U << 26)
  24 #define IOMAP_DIO_INLINE_COMP   (1U << 27)
  25 #define IOMAP_DIO_WRITE_THROUGH (1U << 28)
  26 #define IOMAP_DIO_NEED_SYNC     (1U << 29)
  27 #define IOMAP_DIO_WRITE         (1U << 30)
  28 #define IOMAP_DIO_DIRTY         (1U << 31)
  29
  30 struct iomap_dio {
  31         struct kiocb            *iocb;
  32         const struct iomap_dio_ops *dops;
  33         loff_t                  i_size;
  34         loff_t                  size;
  35         atomic_t                ref;
  36         unsigned                flags;
  37         int                     error;
  38         size_t                  done_before;
  39         bool                    wait_for_completion;
  40
  41         union {
  42                 /* used during submission and for synchronous completion: */
  43                 struct {
  44                         struct iov_iter         *iter;
  45                         struct task_struct      *waiter;
  46                 } submit;
  47
  48                 /* used for aio completion: */
  49                 struct {
  50                         struct work_struct      work;
  51                 } aio;
  52         };
  53 };
  54
  55 static struct bio *iomap_dio_alloc_bio(const struct iomap_iter *iter,
  56                 struct iomap_dio *dio, unsigned short nr_vecs, blk_opf_t opf)
  57 {
  58         if (dio->dops && dio->dops->bio_set)
  59                 return bio_alloc_bioset(iter->iomap.bdev, nr_vecs, opf,
  60                                         GFP_KERNEL, dio->dops->bio_set);
  61         return bio_alloc(iter->iomap.bdev, nr_vecs, opf, GFP_KERNEL);
  62 }
  63
  64 static void iomap_dio_submit_bio(const struct iomap_iter *iter,
  65                 struct iomap_dio *dio, struct bio *bio, loff_t pos)
  66 {
  67         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
  68
  69         atomic_inc(&dio->ref);
  70
  71         /* Sync dio can't be polled reliably */
  72         if ((iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) && !is_sync_kiocb(iocb)) {
  73                 bio_set_polled(bio, iocb);
  74                 WRITE_ONCE(iocb->private, bio);
  75         }
  76
  77         if (dio->dops && dio->dops->submit_io)
  78                 dio->dops->submit_io(iter, bio, pos);
  79         else
  80                 submit_bio(bio);
  81 }
  82
  83 ssize_t iomap_dio_complete(struct iomap_dio *dio)
  84 {
  85         const struct iomap_dio_ops *dops = dio->dops;
  86         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
  87         loff_t offset = iocb->ki_pos;
  88         ssize_t ret = dio->error;
  89
  90         if (dops && dops->end_io)
  91                 ret = dops->end_io(iocb, dio->size, ret, dio->flags);
  92
  93         if (likely(!ret)) {
  94                 ret = dio->size;
  95                 /* check for short read */
  96                 if (offset + ret > dio->i_size &&
  97                     !(dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE))
  98                         ret = dio->i_size - offset;
  99         }
 100
 101         /*
 102          * Try again to invalidate clean pages which might have been cached by
 103          * non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages() if the source
 104          * of the write was an mmap'ed region of the file we're writing.  Either
 105          * one is a pretty crazy thing to do, so we don't support it 100%.  If
 106          * this invalidation fails, tough, the write still worked...
 107          *
 108          * And this page cache invalidation has to be after ->end_io(), as some
 109          * filesystems convert unwritten extents to real allocations in
 110          * ->end_io() when necessary, otherwise a racing buffer read would cache
 111          * zeros from unwritten extents.
 112          */
 113         if (!dio->error && dio->size && (dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE))
 114                 kiocb_invalidate_post_direct_write(iocb, dio->size);
 115
 116         inode_dio_end(file_inode(iocb->ki_filp));
 117
 118         if (ret > 0) {
 119                 iocb->ki_pos += ret;
 120
 121                 /*
 122                  * If this is a DSYNC write, make sure we push it to stable
 123                  * storage now that we've written data.
 124                  */
 125                 if (dio->flags & IOMAP_DIO_NEED_SYNC)
 126                         ret = generic_write_sync(iocb, ret);
 127                 if (ret > 0)
 128                         ret += dio->done_before;
 129         }
 130         trace_iomap_dio_complete(iocb, dio->error, ret);
 131         kfree(dio);
 132         return ret;
 133 }
 134 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_dio_complete);
 135
 136 static ssize_t iomap_dio_deferred_complete(void *data)
 137 {
 138         return iomap_dio_complete(data);
 139 }
 140
 141 static void iomap_dio_complete_work(struct work_struct *work)
 142 {
 143         struct iomap_dio *dio = container_of(work, struct iomap_dio, aio.work);
 144         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 145
 146         iocb->ki_complete(iocb, iomap_dio_complete(dio));
 147 }
 148
 149 /*
 150  * Set an error in the dio if none is set yet.  We have to use cmpxchg
 151  * as the submission context and the completion context(s) can race to
 152  * update the error.
 153  */
 154 static inline void iomap_dio_set_error(struct iomap_dio *dio, int ret)
 155 {
 156         cmpxchg(&dio->error, 0, ret);
 157 }
 158
 159 void iomap_dio_bio_end_io(struct bio *bio)
 160 {
 161         struct iomap_dio *dio = bio->bi_private;
 162         bool should_dirty = (dio->flags & IOMAP_DIO_DIRTY);
 163         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 164
 165         if (bio->bi_status)
 166                 iomap_dio_set_error(dio, blk_status_to_errno(bio->bi_status));
 167         if (!atomic_dec_and_test(&dio->ref))
 168                 goto release_bio;
 169
 170         /*
 171          * Synchronous dio, task itself will handle any completion work
 172          * that needs after IO. All we need to do is wake the task.
 173          */
 174         if (dio->wait_for_completion) {
 175                 struct task_struct *waiter = dio->submit.waiter;
 176
 177                 WRITE_ONCE(dio->submit.waiter, NULL);
 178                 blk_wake_io_task(waiter);
 179                 goto release_bio;
 180         }
 181
 182         /*
 183          * Flagged with IOMAP_DIO_INLINE_COMP, we can complete it inline
 184          */
 185         if (dio->flags & IOMAP_DIO_INLINE_COMP) {
 186                 WRITE_ONCE(iocb->private, NULL);
 187                 iomap_dio_complete_work(&dio->aio.work);
 188                 goto release_bio;
 189         }
 190
 191         /*
 192          * If this dio is flagged with IOMAP_DIO_CALLER_COMP, then schedule
 193          * our completion that way to avoid an async punt to a workqueue.
 194          */
 195         if (dio->flags & IOMAP_DIO_CALLER_COMP) {
 196                 /* only polled IO cares about private cleared */
 197                 iocb->private = dio;
 198                 iocb->dio_complete = iomap_dio_deferred_complete;
 199
 200                 /*
 201                  * Invoke ->ki_complete() directly. We've assigned our
 202                  * dio_complete callback handler, and since the issuer set
 203                  * IOCB_DIO_CALLER_COMP, we know their ki_complete handler will
 204                  * notice ->dio_complete being set and will defer calling that
 205                  * handler until it can be done from a safe task context.
 206                  *
 207                  * Note that the 'res' being passed in here is not important
 208                  * for this case. The actual completion value of the request
 209                  * will be gotten from dio_complete when that is run by the
 210                  * issuer.
 211                  */
 212                 iocb->ki_complete(iocb, 0);
 213                 goto release_bio;
 214         }
 215
 216         /*
 217          * Async DIO completion that requires filesystem level completion work
 218          * gets punted to a work queue to complete as the operation may require
 219          * more IO to be issued to finalise filesystem metadata changes or
 220          * guarantee data integrity.
 221          */
 222         INIT_WORK(&dio->aio.work, iomap_dio_complete_work);
 223         queue_work(file_inode(iocb->ki_filp)->i_sb->s_dio_done_wq,
 224                         &dio->aio.work);
 225 release_bio:
 226         if (should_dirty) {
 227                 bio_check_pages_dirty(bio);
 228         } else {
 229                 bio_release_pages(bio, false);
 230                 bio_put(bio);
 231         }
 232 }
 233 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_dio_bio_end_io);
 234
 235 static void iomap_dio_zero(const struct iomap_iter *iter, struct iomap_dio *dio,
 236                 loff_t pos, unsigned len)
 237 {
 238         struct inode *inode = file_inode(dio->iocb->ki_filp);
 239         struct page *page = ZERO_PAGE(0);
 240         struct bio *bio;
 241
 242         bio = iomap_dio_alloc_bio(iter, dio, 1, REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE);
 243         fscrypt_set_bio_crypt_ctx(bio, inode, pos >> inode->i_blkbits,
 244                                   GFP_KERNEL);
 245         bio->bi_iter.bi_sector = iomap_sector(&iter->iomap, pos);
 246         bio->bi_private = dio;
 247         bio->bi_end_io = iomap_dio_bio_end_io;
 248
 249         __bio_add_page(bio, page, len, 0);
 250         iomap_dio_submit_bio(iter, dio, bio, pos);
 251 }
 252
 253 /*
 254  * Figure out the bio's operation flags from the dio request, the
 255  * mapping, and whether or not we want FUA.  Note that we can end up
 256  * clearing the WRITE_THROUGH flag in the dio request.
 257  */
 258 static inline blk_opf_t iomap_dio_bio_opflags(struct iomap_dio *dio,
 259                 const struct iomap *iomap, bool use_fua)
 260 {
 261         blk_opf_t opflags = REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 262
 263         if (!(dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE))
 264                 return REQ_OP_READ;
 265
 266         opflags |= REQ_OP_WRITE;
 267         if (use_fua)
 268                 opflags |= REQ_FUA;
 269         else
 270                 dio->flags &= ~IOMAP_DIO_WRITE_THROUGH;
 271
 272         return opflags;
 273 }
 274
 275 static loff_t iomap_dio_bio_iter(const struct iomap_iter *iter,
 276                 struct iomap_dio *dio)
 277 {
 278         const struct iomap *iomap = &iter->iomap;
 279         struct inode *inode = iter->inode;
 280         unsigned int fs_block_size = i_blocksize(inode), pad;
 281         loff_t length = iomap_length(iter);
 282         loff_t pos = iter->pos;
 283         blk_opf_t bio_opf;
 284         struct bio *bio;
 285         bool need_zeroout = false;
 286         bool use_fua = false;
 287         int nr_pages, ret = 0;
 288         size_t copied = 0;
 289         size_t orig_count;
 290
 291         if ((pos | length) & (bdev_logical_block_size(iomap->bdev) - 1) ||
 292             !bdev_iter_is_aligned(iomap->bdev, dio->submit.iter))
 293                 return -EINVAL;
 294
 295         if (iomap->type == IOMAP_UNWRITTEN) {
 296                 dio->flags |= IOMAP_DIO_UNWRITTEN;
 297                 need_zeroout = true;
 298         }
 299
 300         if (iomap->flags & IOMAP_F_SHARED)
 301                 dio->flags |= IOMAP_DIO_COW;
 302
 303         if (iomap->flags & IOMAP_F_NEW) {
 304                 need_zeroout = true;
 305         } else if (iomap->type == IOMAP_MAPPED) {
 306                 /*
 307                  * Use a FUA write if we need datasync semantics, this is a pure
 308                  * data IO that doesn't require any metadata updates (including
 309                  * after IO completion such as unwritten extent conversion) and
 310                  * the underlying device either supports FUA or doesn't have
 311                  * a volatile write cache. This allows us to avoid cache flushes
 312                  * on IO completion. If we can't use writethrough and need to
 313                  * sync, disable in-task completions as dio completion will
 314                  * need to call generic_write_sync() which will do a blocking
 315                  * fsync / cache flush call.
 316                  */
 317                 if (!(iomap->flags & (IOMAP_F_SHARED|IOMAP_F_DIRTY)) &&
 318                     (dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE_THROUGH) &&
 319                     (bdev_fua(iomap->bdev) || !bdev_write_cache(iomap->bdev)))
 320                         use_fua = true;
 321                 else if (dio->flags & IOMAP_DIO_NEED_SYNC)
 322                         dio->flags &= ~IOMAP_DIO_CALLER_COMP;
 323         }
 324
 325         /*
 326          * Save the original count and trim the iter to just the extent we
 327          * are operating on right now.  The iter will be re-expanded once
 328          * we are done.
 329          */
 330         orig_count = iov_iter_count(dio->submit.iter);
 331         iov_iter_truncate(dio->submit.iter, length);
 332
 333         if (!iov_iter_count(dio->submit.iter))
 334                 goto out;
 335
 336         /*
 337          * We can only do deferred completion for pure overwrites that
 338          * don't require additional IO at completion. This rules out
 339          * writes that need zeroing or extent conversion, extend
 340          * the file size, or issue journal IO or cache flushes
 341          * during completion processing.
 342          */
 343         if (need_zeroout ||
 344             ((dio->flags & IOMAP_DIO_NEED_SYNC) && !use_fua) ||
 345             ((dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE) && pos >= i_size_read(inode)))
 346                 dio->flags &= ~IOMAP_DIO_CALLER_COMP;
 347
 348         /*
 349          * The rules for polled IO completions follow the guidelines as the
 350          * ones we set for inline and deferred completions. If none of those
 351          * are available for this IO, clear the polled flag.
 352          */
 353         if (!(dio->flags & (IOMAP_DIO_INLINE_COMP|IOMAP_DIO_CALLER_COMP)))
 354                 dio->iocb->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI;
 355
 356         if (need_zeroout) {
 357                 /* zero out from the start of the block to the write offset */
 358                 pad = pos & (fs_block_size - 1);
 359                 if (pad)
 360                         iomap_dio_zero(iter, dio, pos - pad, pad);
 361         }
 362
 363         /*
 364          * Set the operation flags early so that bio_iov_iter_get_pages
 365          * can set up the page vector appropriately for a ZONE_APPEND
 366          * operation.
 367          */
 368         bio_opf = iomap_dio_bio_opflags(dio, iomap, use_fua);
 369
 370         nr_pages = bio_iov_vecs_to_alloc(dio->submit.iter, BIO_MAX_VECS);
 371         do {
 372                 size_t n;
 373                 if (dio->error) {
 374                         iov_iter_revert(dio->submit.iter, copied);
 375                         copied = ret = 0;
 376                         goto out;
 377                 }
 378
 379                 bio = iomap_dio_alloc_bio(iter, dio, nr_pages, bio_opf);
 380                 fscrypt_set_bio_crypt_ctx(bio, inode, pos >> inode->i_blkbits,
 381                                           GFP_KERNEL);
 382                 bio->bi_iter.bi_sector = iomap_sector(iomap, pos);
 383                 bio->bi_write_hint = inode->i_write_hint;
 384                 bio->bi_ioprio = dio->iocb->ki_ioprio;
 385                 bio->bi_private = dio;
 386                 bio->bi_end_io = iomap_dio_bio_end_io;
 387
 388                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, dio->submit.iter);
 389                 if (unlikely(ret)) {
 390                         /*
 391                          * We have to stop part way through an IO. We must fall
 392                          * through to the sub-block tail zeroing here, otherwise
 393                          * this short IO may expose stale data in the tail of
 394                          * the block we haven't written data to.
 395                          */
 396                         bio_put(bio);
 397                         goto zero_tail;
 398                 }
 399
 400                 n = bio->bi_iter.bi_size;
 401                 if (dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE) {
 402                         task_io_account_write(n);
 403                 } else {
 404                         if (dio->flags & IOMAP_DIO_DIRTY)
 405                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 406                 }
 407
 408                 dio->size += n;
 409                 copied += n;
 410
 411                 nr_pages = bio_iov_vecs_to_alloc(dio->submit.iter,
 412                                                  BIO_MAX_VECS);
 413                 /*
 414                  * We can only poll for single bio I/Os.
 415                  */
 416                 if (nr_pages)
 417                         dio->iocb->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI;
 418                 iomap_dio_submit_bio(iter, dio, bio, pos);
 419                 pos += n;
 420         } while (nr_pages);
 421
 422         /*
 423          * We need to zeroout the tail of a sub-block write if the extent type
 424          * requires zeroing or the write extends beyond EOF. If we don't zero
 425          * the block tail in the latter case, we can expose stale data via mmap
 426          * reads of the EOF block.
 427          */
 428 zero_tail:
 429         if (need_zeroout ||
 430             ((dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE) && pos >= i_size_read(inode))) {
 431                 /* zero out from the end of the write to the end of the block */
 432                 pad = pos & (fs_block_size - 1);
 433                 if (pad)
 434                         iomap_dio_zero(iter, dio, pos, fs_block_size - pad);
 435         }
 436 out:
 437         /* Undo iter limitation to current extent */
 438         iov_iter_reexpand(dio->submit.iter, orig_count - copied);
 439         if (copied)
 440                 return copied;
 441         return ret;
 442 }
 443
 444 static loff_t iomap_dio_hole_iter(const struct iomap_iter *iter,
 445                 struct iomap_dio *dio)
 446 {
 447         loff_t length = iov_iter_zero(iomap_length(iter), dio->submit.iter);
 448
 449         dio->size += length;
 450         if (!length)
 451                 return -EFAULT;
 452         return length;
 453 }
 454
 455 static loff_t iomap_dio_inline_iter(const struct iomap_iter *iomi,
 456                 struct iomap_dio *dio)
 457 {
 458         const struct iomap *iomap = &iomi->iomap;
 459         struct iov_iter *iter = dio->submit.iter;
 460         void *inline_data = iomap_inline_data(iomap, iomi->pos);
 461         loff_t length = iomap_length(iomi);
 462         loff_t pos = iomi->pos;
 463         size_t copied;
 464
 465         if (WARN_ON_ONCE(!iomap_inline_data_valid(iomap)))
 466                 return -EIO;
 467
 468         if (dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE) {
 469                 loff_t size = iomi->inode->i_size;
 470
 471                 if (pos > size)
 472                         memset(iomap_inline_data(iomap, size), 0, pos - size);
 473                 copied = copy_from_iter(inline_data, length, iter);
 474                 if (copied) {
 475                         if (pos + copied > size)
 476                                 i_size_write(iomi->inode, pos + copied);
 477                         mark_inode_dirty(iomi->inode);
 478                 }
 479         } else {
 480                 copied = copy_to_iter(inline_data, length, iter);
 481         }
 482         dio->size += copied;
 483         if (!copied)
 484                 return -EFAULT;
 485         return copied;
 486 }
 487
 488 static loff_t iomap_dio_iter(const struct iomap_iter *iter,
 489                 struct iomap_dio *dio)
 490 {
 491         switch (iter->iomap.type) {
 492         case IOMAP_HOLE:
 493                 if (WARN_ON_ONCE(dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE))
 494                         return -EIO;
 495                 return iomap_dio_hole_iter(iter, dio);
 496         case IOMAP_UNWRITTEN:
 497                 if (!(dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE))
 498                         return iomap_dio_hole_iter(iter, dio);
 499                 return iomap_dio_bio_iter(iter, dio);
 500         case IOMAP_MAPPED:
 501                 return iomap_dio_bio_iter(iter, dio);
 502         case IOMAP_INLINE:
 503                 return iomap_dio_inline_iter(iter, dio);
 504         case IOMAP_DELALLOC:
 505                 /*
 506                  * DIO is not serialised against mmap() access at all, and so
 507                  * if the page_mkwrite occurs between the writeback and the
 508                  * iomap_iter() call in the DIO path, then it will see the
 509                  * DELALLOC block that the page-mkwrite allocated.
 510                  */
 511                 pr_warn_ratelimited("Direct I/O collision with buffered writes! File: %pD4 Comm: %.20s\n",
 512                                     dio->iocb->ki_filp, current->comm);
 513                 return -EIO;
 514         default:
 515                 WARN_ON_ONCE(1);
 516                 return -EIO;
 517         }
 518 }
 519
 520 /*
 521  * iomap_dio_rw() always completes O_[D]SYNC writes regardless of whether the IO
 522  * is being issued as AIO or not.  This allows us to optimise pure data writes
 523  * to use REQ_FUA rather than requiring generic_write_sync() to issue a
 524  * REQ_FLUSH post write. This is slightly tricky because a single request here
 525  * can be mapped into multiple disjoint IOs and only a subset of the IOs issued
 526  * may be pure data writes. In that case, we still need to do a full data sync
 527  * completion.
 528  *
 529  * When page faults are disabled and @dio_flags includes IOMAP_DIO_PARTIAL,
 530  * __iomap_dio_rw can return a partial result if it encounters a non-resident
 531  * page in @iter after preparing a transfer.  In that case, the non-resident
 532  * pages can be faulted in and the request resumed with @done_before set to the
 533  * number of bytes previously transferred.  The request will then complete with
 534  * the correct total number of bytes transferred; this is essential for
 535  * completing partial requests asynchronously.
 536  *
 537  * Returns -ENOTBLK In case of a page invalidation invalidation failure for
 538  * writes.  The callers needs to fall back to buffered I/O in this case.
 539  */
 540 struct iomap_dio *
 541 __iomap_dio_rw(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 542                 const struct iomap_ops *ops, const struct iomap_dio_ops *dops,
 543                 unsigned int dio_flags, void *private, size_t done_before)
 544 {
 545         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
 546         struct iomap_iter iomi = {
 547                 .inode          = inode,
 548                 .pos            = iocb->ki_pos,
 549                 .len            = iov_iter_count(iter),
 550                 .flags          = IOMAP_DIRECT,
 551                 .private        = private,
 552         };
 553         bool wait_for_completion =
 554                 is_sync_kiocb(iocb) || (dio_flags & IOMAP_DIO_FORCE_WAIT);
 555         struct blk_plug plug;
 556         struct iomap_dio *dio;
 557         loff_t ret = 0;
 558
 559         trace_iomap_dio_rw_begin(iocb, iter, dio_flags, done_before);
 560
 561         if (!iomi.len)
 562                 return NULL;
 563
 564         dio = kmalloc(sizeof(*dio), GFP_KERNEL);
 565         if (!dio)
 566                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 567
 568         dio->iocb = iocb;
 569         atomic_set(&dio->ref, 1);
 570         dio->size = 0;
 571         dio->i_size = i_size_read(inode);
 572         dio->dops = dops;
 573         dio->error = 0;
 574         dio->flags = 0;
 575         dio->done_before = done_before;
 576
 577         dio->submit.iter = iter;
 578         dio->submit.waiter = current;
 579
 580         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
 581                 iomi.flags |= IOMAP_NOWAIT;
 582
 583         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 584                 /* reads can always complete inline */
 585                 dio->flags |= IOMAP_DIO_INLINE_COMP;
 586
 587                 if (iomi.pos >= dio->i_size)
 588                         goto out_free_dio;
 589
 590                 if (user_backed_iter(iter))
 591                         dio->flags |= IOMAP_DIO_DIRTY;
 592
 593                 ret = kiocb_write_and_wait(iocb, iomi.len);
 594                 if (ret)
 595                         goto out_free_dio;
 596         } else {
 597                 iomi.flags |= IOMAP_WRITE;
 598                 dio->flags |= IOMAP_DIO_WRITE;
 599
 600                 /*
 601                  * Flag as supporting deferred completions, if the issuer
 602                  * groks it. This can avoid a workqueue punt for writes.
 603                  * We may later clear this flag if we need to do other IO
 604                  * as part of this IO completion.
 605                  */
 606                 if (iocb->ki_flags & IOCB_DIO_CALLER_COMP)
 607                         dio->flags |= IOMAP_DIO_CALLER_COMP;
 608
 609                 if (dio_flags & IOMAP_DIO_OVERWRITE_ONLY) {
 610                         ret = -EAGAIN;
 611                         if (iomi.pos >= dio->i_size ||
 612                             iomi.pos + iomi.len > dio->i_size)
 613                                 goto out_free_dio;
 614                         iomi.flags |= IOMAP_OVERWRITE_ONLY;
 615                 }
 616
 617                 /* for data sync or sync, we need sync completion processing */
 618                 if (iocb_is_dsync(iocb)) {
 619                         dio->flags |= IOMAP_DIO_NEED_SYNC;
 620
 621                        /*
 622                         * For datasync only writes, we optimistically try using
 623                         * WRITE_THROUGH for this IO. This flag requires either
 624                         * FUA writes through the device's write cache, or a
 625                         * normal write to a device without a volatile write
 626                         * cache. For the former, Any non-FUA write that occurs
 627                         * will clear this flag, hence we know before completion
 628                         * whether a cache flush is necessary.
 629                         */
 630                         if (!(iocb->ki_flags & IOCB_SYNC))
 631                                 dio->flags |= IOMAP_DIO_WRITE_THROUGH;
 632                 }
 633
 634                 /*
 635                  * Try to invalidate cache pages for the range we are writing.
 636                  * If this invalidation fails, let the caller fall back to
 637                  * buffered I/O.
 638                  */
 639                 ret = kiocb_invalidate_pages(iocb, iomi.len);
 640                 if (ret) {
 641                         if (ret != -EAGAIN) {
 642                                 trace_iomap_dio_invalidate_fail(inode, iomi.pos,
 643                                                                 iomi.len);
 644                                 ret = -ENOTBLK;
 645                         }
 646                         goto out_free_dio;
 647                 }
 648
 649                 if (!wait_for_completion && !inode->i_sb->s_dio_done_wq) {
 650                         ret = sb_init_dio_done_wq(inode->i_sb);
 651                         if (ret < 0)
 652                                 goto out_free_dio;
 653                 }
 654         }
 655
 656         inode_dio_begin(inode);
 657
 658         blk_start_plug(&plug);
 659         while ((ret = iomap_iter(&iomi, ops)) > 0) {
 660                 iomi.processed = iomap_dio_iter(&iomi, dio);
 661
 662                 /*
 663                  * We can only poll for single bio I/Os.
 664                  */
 665                 iocb->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI;
 666         }
 667
 668         blk_finish_plug(&plug);
 669
 670         /*
 671          * We only report that we've read data up to i_size.
 672          * Revert iter to a state corresponding to that as some callers (such
 673          * as the splice code) rely on it.
 674          */
 675         if (iov_iter_rw(iter) == READ && iomi.pos >= dio->i_size)
 676                 iov_iter_revert(iter, iomi.pos - dio->i_size);
 677
 678         if (ret == -EFAULT && dio->size && (dio_flags & IOMAP_DIO_PARTIAL)) {
 679                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT))
 680                         wait_for_completion = true;
 681                 ret = 0;
 682         }
 683
 684         /* magic error code to fall back to buffered I/O */
 685         if (ret == -ENOTBLK) {
 686                 wait_for_completion = true;
 687                 ret = 0;
 688         }
 689         if (ret < 0)
 690                 iomap_dio_set_error(dio, ret);
 691
 692         /*
 693          * If all the writes we issued were already written through to the
 694          * media, we don't need to flush the cache on IO completion. Clear the
 695          * sync flag for this case.
 696          */
 697         if (dio->flags & IOMAP_DIO_WRITE_THROUGH)
 698                 dio->flags &= ~IOMAP_DIO_NEED_SYNC;
 699
 700         /*
 701          * We are about to drop our additional submission reference, which
 702          * might be the last reference to the dio.  There are three different
 703          * ways we can progress here:
 704          *
 705          *  (a) If this is the last reference we will always complete and free
 706          *      the dio ourselves.
 707          *  (b) If this is not the last reference, and we serve an asynchronous
 708          *      iocb, we must never touch the dio after the decrement, the
 709          *      I/O completion handler will complete and free it.
 710          *  (c) If this is not the last reference, but we serve a synchronous
 711          *      iocb, the I/O completion handler will wake us up on the drop
 712          *      of the final reference, and we will complete and free it here
 713          *      after we got woken by the I/O completion handler.
 714          */
 715         dio->wait_for_completion = wait_for_completion;
 716         if (!atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 717                 if (!wait_for_completion) {
 718                         trace_iomap_dio_rw_queued(inode, iomi.pos, iomi.len);
 719                         return ERR_PTR(-EIOCBQUEUED);
 720                 }
 721
 722                 for (;;) {
 723                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 724                         if (!READ_ONCE(dio->submit.waiter))
 725                                 break;
 726
 727                         blk_io_schedule();
 728                 }
 729                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
 730         }
 731
 732         return dio;
 733
 734 out_free_dio:
 735         kfree(dio);
 736         if (ret)
 737                 return ERR_PTR(ret);
 738         return NULL;
 739 }
 740 EXPORT_SYMBOL_GPL(__iomap_dio_rw);
 741
 742 ssize_t
 743 iomap_dio_rw(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 744                 const struct iomap_ops *ops, const struct iomap_dio_ops *dops,
 745                 unsigned int dio_flags, void *private, size_t done_before)
 746 {
 747         struct iomap_dio *dio;
 748
 749         dio = __iomap_dio_rw(iocb, iter, ops, dops, dio_flags, private,
 750                              done_before);
 751         if (IS_ERR_OR_NULL(dio))
 752                 return PTR_ERR_OR_ZERO(dio);
 753         return iomap_dio_complete(dio);
 754 }
 755 EXPORT_SYMBOL_GPL(iomap_dio_rw);