fs/direct-io.c

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