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