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